[21 APRIL]
Kumpula n artikel kimia
[201 0]
[MERUPAKAN BUKU YAG BERISI TENTANG KUMPULAN ARTIKEL-ARTIKEL KIMIA YANG DIHARAPKAN DAPAT MEMBERIKAN TAMBAHAN WAWASAN BAGI SEMUA KOMPONEN MASYARAKAT INDONESIA]
[ARTIKEL]
Kumpulan artikel kimia
Kekurangan Gizi di Otak secara perlahan akan memicu Alzheimer Kata Kunci: alzheimer Ditulis oleh Arli Aditya Parikesit pada 05-08-2009
Kekurangan gizi pada otak dalam jangka panjang adalah satu dari faktor biokimia yang menyebabkan beberapa bentuk Alzhemier, demikia menurut kajian baru yang bertujuan untuk memecahkankan misteri dari asal-usul penyakit tersebut. Penyakit tersebut akan dimulai pada umur 60, dan resiko meningkat dengan umur. Robert Vassar dari Universitas Northwestern, pengarang utama kajian, menemukan bahwa ketika otak tidak memiliki cukup glukosa, yang bisa terjadi ketika penyakit kardiovaskular membatasi aliran darah dari arteri ke otak. Ini adalah proses yang akan menstimulasi produksi agregat protein yang berpotensi menjadi penyebab Alzheimer. Setelah bekerja dengan otak manusia dan tikus, Vassar menemukan bahwa protein utama di otak terganggu ketika pasokan energi ke otak berkurang. Protein tersebut, yang disebut sebagai eIF2alpha, meningkatkan produksi enzim, yang pada akhirnya meproduksi agregat protein. ‘Penemuan ini signifikan, sebab ia menganjurkan bahwa meningkatkan aliran darah ke otak dapat menjadi pendekatan terapetik efektif untuk mencegah dan merawat Alzheimer’, Demikian kata Vassar. Cara terbaik untuk meningkatkan aliran darah ke otak, dan mengurangi resiko untuk terkena alzheimer adalah mengurangi asupan kolestrol, mengatur tekanan darah tinggi, dan olah raga, terutama pada usia paruh baya. ‘Jika dimulai dari sejak awal, maka penyakit ini dapat dihindari.’ kata Vassar. Untuk orang yang sudah mendapatkan gejala, vasodilator (pelebaran pembuluh darah), dapat meningkatkan asupan oksigen dan glukosa ke otak, demikian tambahan dari dia. Kajian ini sudah dipublikasi pada jurnal Neuron.
Kontrol apa yang dimakan Ketika berbicara pencegahan Alzheimer, memakan permen bukanlah solusi untuk meningkatkan aliran glukosa darah ke otak, demikian kata Vassar. Berkurangnya aliran darah ke otak terjadi dengan berjalannya proses penuaan, dan secara perlahan menyebabkan otak kekurangan glukosa. Ini adalah fenomena penuaan secara umum, kata Vassar. Juga, penurunan aliran darah diasosiasikan dengan atherosclerosis, atau pengerasan arteri, dan hipertensi, juga tekanan darah tinggi. ‘Kita harus meningkatkan kesehatan kardiovaskular, bukan mengasup gula berlebihan’, kata Vassar. ‘Apa yang didapat dari kajian epidemiologi adalah olah raga saat paruh baya adalah salah satu strategi pencegahan terbaik terhadap penyakit Alzheimer, maka orang harus tetap aktif secara fisik, dan mereka harus menjaga diet dan mengurangi asupan kolestrol, sebab kolestrol berkontribusi pada artherosclerosis’. Menurut Vassar, adalah mungkin mendesain obat untuk memblok protein elF2alfa yang memulai formasi agregat protein, yang dinamakan plak amiloid. Penemuan awal Sepuluh tahun yang lalu, Vassar menemukan enzim, BACE1, yang bertanggung jawab untuk membuat agregat protein lengket yang terbentuk diluar neuron, dan mengganggu kemampuan mereka untuk mengirim pesan. Namun penyebab tingginya tingkat protein pada orang dengan penyakit tersebut sama sekali tidak diketahui. Kajian Vassar yang terbaru juga menunjukkan bahwa kekurangan energi di otak dapat memacu proses pembentukan plak di Alzheimer. Vassar berkata bahwa kerjaan dia menunjukkan bahwa penyakit Alzheimer dapat diakibatkan dari beberapa tipe kekurangan energi yang terjadi pada stroke. Sel otak bereaksi dengan meningkatkan BACE1, yang dapat menjadi respon protektif jangka pendek, namun merusak di jangka panjang. “Stroke adalah penahan yang mencegah aliran darah dan memproduksi kematian sel pada saat yang akut dan dramatis”, kata Vassar. “Apa yang kita bicarakan disini adalah proses lamban yang terjadi bertahun-tahun, dimana orang memiliki kecenderungan rendah terhadap penyakit kardiovaskular atau artherosclerosisi. Ia sangat tidak terasa, namun memiliki efek jangka panjang, sebab ia memproduksi reduksi kronis pada aliran darah.’ Vassar juga menekankan, bahwa jika orang sudah mencapai umur tertentu, sebagian akan mendapatkan peningkatan level enzim yang menyebabkan plak tersebut.
Dentigerumycin: Senyawa Antibiotik mediator dari Simbiosis antara Semut, Bakteri dan Parasit Fungi Kata Kunci: antibiotik, bakteri, fungi, peptida, semut, Senyawa Antibiotik, simbiosis Ditulis oleh Novriyandi Hanif pada 23-07-2009
Mendengar kata simbiosis, pasti kita akan mengingat materi pelajaran Biologi pada saat SMP dulu. Secara umum simbiosis didefinisikan sebagai interaksi antara dua spesies/organisme berbeda, dan dapat dikategorikan menjadi tiga bagian, yaitu mutualisme (interaksi saling menguntungkan), komensalisme (interaksi satu organisme diuntungkan dan yang lainnya tidak terpengaruhi), dan parasitisme (interaksi yang saling merugikan). Dalam tulisan ini akan dibahas mengenai hubungan saling menguntungkan atau mutualisme sebagai bentuk pertahanan terhadap parasit. Mutualisme atau hubungan saling menguntungkan antara dua spesies adalah fenomena yang paling menarik jika ditinjau secara kimia organik. Salah satu fenomena yang telah diamati adalah hubungan antara koloni semut Apterostigma dentigerum yang dikoleksi dari Gamboa, Panama dan bakteri Pseudonocardia sp. Semut yang dikoleksi di Panama ini, menghasilkan senyawa antibiotik depsipeptida, dentigerumycin sebagai bentuk pertahanan terhadap fungi parasit (Escovopsis sp.) yang juga menempel pada tubuhnya.
Pada permukaan tubuh semut A. dentigerum diperoleh bakteri Pseudonocardia sp. dan fungi parasit Escovopsis sp. Penumbuhan (cultivation) Pseudonocardia sp pada medium bakteri yang sesuai menghasilkan bahan ekstrak penghasil senyawa antibiotik sebagai komponen utama. Dengan metode kromatografi, dentigerumycin diperoleh sebagai bubuk putih, senyawa optis aktif [α]D24 -15°. Dentigerumycin, dinamai setelah nama koloni semut A. dentigerum mempunyai rumus molekul C40H67N9O13 terdiri dari enam asam amino dan satu polyketide substruktur. Sebagaimana terlihat pada struktur kimia dentigerumycin, keenam asam amino itu adalah dua asam piperazat (Pip-1 dan 2), asam g-hidroksipiperazat, b-hidroksileusin, Nhidroksialanin, dan alanin. Penentuan struktur kimia dentigerumycin berdasarkan gabungan spektrum NMR, masa, infra merah, Circular Dichroism (CD) dan transformasi reaksi kimia seperti Mosher Analyis termodifikasi, hidrolisis peptida dengan Marfey reagen. Struktur dentigerumycin mengandung rantai samping polyketide dan asam amino yang unik dan jarang ditemukan pada natural product seperti asam piperazat, asam γhidroksipiperazat, β-hidroksileusin, dan N-hidroksialanin. Bioaktivitasnya dikonfirmasi dengan menggunakan fungi parasit Escovopsis sp. yang menunjukkan daya hambat yang cukup signifikan dengan nilai Minimum Inhibitory Concentration (MIC) 2.8 μM. Dentigerumycin juga menghambat fungi patogen Candida albican resistan terhadap amphotechrin dengan nilai MIC 1.1 μM. Sebagai penutup, senyawa antibiotik dentigerumycin ditentukan strukturnya sebagai depsipeptide dengan menggunakan gabungan spektroskopi dan transformasi kimia terbukti sebagai komponen utama dari bakteri Pseudonocardia sp yang berfungsi menghambat pertumbuhan fungi parasit Escovopsis sp yang juga hidup pada permukaan tubuh koloni semut A. dentigerum. Tulisan disadur dari artikel: Oh, D.-C; Poulsen, M.; Currie, C. R.; Clardy, J. Nat. Chem. Biol, 2009, 5, 391-393.
Enzim “hidroksietilfosfonat dioksigenase” (HEPD) Mengkatalis Reaksi Kimia Yang “Fantastik” Kata Kunci: fosfinat, fosfonat, HEPD, hidroksietilfosfonat dioksigenase Ditulis oleh Indygo Morie pada 04-07-2009
Mikroba tanah yang menggunakan senyawa kimia untuk melawan kompetitornya menggunakan suatu metabolisme reaksi kimia yang tidak biasa dalam memproduksi senyawa kimia tersebut, para peneliti melaporkan bahwa mikroba tanah tersebut menggunakan enzim yang mengkatalis reaksi yang tidak pernah bisa dilakukan oleh enzim yang selama ini kita kenal yaitu memutus ikatan C-C yang tidak teraktifasi hanya dalam satu lagkah saja. Para peneliti dari University of Illinois adalah yang pertama kali melaporkan keberadaan enzim ini pada Journal Nature Chemical Biology pada tahun 2007. “Tim kami telah menemukan reaksi kimia yang fantastis ini yaitu pemutusan ikatan C-C tanpa memerlukan hal lain kecuali oksigen”, kata van der Donk, pemimpin peneliti bersama mikrobilogis William Metcalf. Enzim tersebut diberi nama “hidroksietilfosfonat dioksigenase” (HEPD). Penelitian ini amat penting mengingat HEPD mengkatalis jalur reaksi kimia yang menghasilkan fosfinotrisin (PT), yaitu senyawa yang dihasilkan oleh bakteri yang berguna untuk herbisida pertanian. Senyawa ini sangat efektif ketika digunakan pada tanaman transgenic yang memiliki gene yang tahan terhadap PT. Gen pembawa sifat tahan terhadap PT ini dapat berasal dari bakteri peghasil PT. Dengan menggunakan PT maka bakteri mampu melawan kompetitornya tanpa membunuh dirinya sendiri. Dengan cara yang sama maka tanaman transgenic yang mengandung gen tahan terhadap PT ini akan mampu bertahan dengan adanya herbisida berbasis PT sehingga hanya tanaman liar yang akan dibasmi sedangkan tanamannya tidak terpengaruh. Penemuan ini merupakan bagin dari proyek University of Illinois yang berkelanjutan dalam mengeksplorasi molekul yang mengandung ikatan karbon-fosfor ( C-P ) yang
dihasilkan secara natural. Meskipun senyawaan ini masih sedikit bisa dimengerti, namum penggunaan fosfonat (senyawa dengan ikatan C-P) dan fosfinat (senyawa dengan ikatan C-P-C digunakan secara luas dalam bidang agrikultur dan medis. Dalam bidang agrikultur senyawa ini dipakai dalam herbisida glifosfat sedangkan dalam bidang medis dipakai untuk pengobatan osteoporesis, obat antimalaria fosmidisin dan antibiotic seperti fosfomisin, dehidrofos, dan plumbemisin. Baik fosfonat dan fosfinat yang diproduksi secara natural maupun sintesis, struktur kedua senyawaan ini adalah mirip dengan senyawa yang banyak dipakai sebagai substrat oleh enzim-enzim yang ada di alam, sehingga hal ini dapat terikat oleh enzim dan menghambat proses metabolisme selanjutnya bakteri atupun organisme lain. Oleh sebab inilah mengapa fosfonat dan fosfinat merupakan kandidat yang baik untuk pengembangan antibiotic baru selain penicillin. “Dengan mempelajari bagaimana bakteri dapat memproduksi kedua senyawaan tersebut maka para ilmuwan nantinya kemungkinan dapat memprediksi bagaimana bakteri dapat bertahan terhadap obat-obatan baru yang baru dikembangkan”, kata van der Donk. “Dengan cara megetahui bagaimana suatu senyawa dibuat maka akan memberikan kita pemikiran secara analog bagaimana pembuatnya juga tahan terhadap senyawa yang telah disintesis”, tambahnya lagi. Para tim peneliti berharap bahwa penemuan ini akan mendorong pengembangan sintesis fosfonat dan fosfinat menjadi jauh lebih murah dan penggunaan katalis untuk mensintesis seyawaan tersebut hanya dalam satu tahap. “Setiap kali kita menemukan sesuatu yang baru di alam akan menjadi inspirasi pada kita agar kita mampu menduplikasi proses tersebut untuk penggunaan kesejahteraan manusia”, kata van der Donk. Sumber : http://www.sciencedaily.com/releases/2009/06/090610133457.htm
Kemajuan Neuroscience Membuka Kemungkinan Edit Memori Kata Kunci: edit memori, engram, neuroscience, PKMzeta, Plato’s Theaetetus, ZIP Ditulis oleh Rahmi Yusuf pada 02-07-2009
Neuroscience, sebuah cabang biokimia yang mulai naik daun, kini menjadi magnet bagi miliaran dana riset tiap tahunnya. National Institutes of Health tahun lalu menghabiskan $5,2 miliar, atau mendekati 20% dari total dana yang mereka miliki untuk membiayai proyek-proyek yang terkait dengan studi otak dan memori. Jadi apa sebenarnya inti dari neuroscience? Tidak lain adalah untuk mencari tahu bagaimana sebenarnya sekelompok jaringan atau molekul dapat menyimpan sesuatu yang ‘abstrak’, seperti ingatan, kenangan masa lalu, hal-hal yang disukai dan dibenci oleh seseorang, serta emosi. Ide mengenai ingatan yang membekas di otak telah diungkapkan dalam Plato’s Theaetetus (dialog-dialog Plato mengenai asal usul ilmu pengetahuan) dengan analogi ingatan bagai stempel lilin. Pada tahun 1904, akademisi Jerman, Richard Semon, mengistilahkan substansi penyimpan memori sebagai ‘engram’. Pada dasarnya, engram adalah sel-sel otak yang diaktivasi oleh suatu pengalaman, sama seperti sel-sel T dalam sistem imunitas spesifik. Dengan pengalaman tersebut, sel-sel otak yang telah teraktivasi akan segera bersikap waspada akan pengalaman serupa. Selsel ini juga berkoordinasi dengan sekelompok sel-sel lainnya sehingga pengalaman tersebut dapat terekam dengan detil, mulai dari rasa, suara, visualisasi, serta aroma. Ingatan yang tersimpan dalam otak akan lebih efektif dan kuat melalui kerja sama yang solid antara sel-sel tersebut. Pada tahun 1999, dalam jurnal Nature Neuroscience, Dr. Jeff W. Lichtman dan Joshua R. Sanes dari Harvard mencatat sebanyak 117 molekul yang berperan dalam pembentukan hubungan antarsel untuk menyimpan ingatan. Proses penyimpanan tersebut dinamakan
potensiasi jangka panjang. Namun, kedua peneliti menyimpulkan bahwa tidak ada satupun dari seluruh molekul ini yang berperan dalam pembentukan ingatan itu sendiri. Setelah membaca laporan tersebut, Dr. Sacktor dari Brooklyn mencoba untuk fokus pada suatu molekul yang dinamakan PKMzeta. Ia dan rekan-rekannya menemukan bahwa molekul ini hadir dan diaktivasi di dalam sel tepat pada saat sel tersebut dihubungi oleh neuron. Bahkan, PKMzeta akan membentuk suatu kumpulan yang permanen di dalam sel, seperti sentriol. Temuan ini dibawa oleh Dr. Sacktor pada rekannya, Dr. Fenton, seorang peneliti ingatan spasial pada tikus dan mencit. Dr. Fenton mencoba sebuah obat bernama ZIP yang dapat menghalangi kerja PKMzeta. Setelah serangkaian eksperimen yang diwarnai trial and error, serta dengan bantuan dari konsorsium peneliti memori, muncullah sebuah titik terang. Yadin Dudai dan timnya dari Weizmann Institute of Science di Israel menemukan bahwa satu dosis ZIP mampu membuat tikus eksperimen lupa akan rasa tidak enak pada makanan yang mereka cicipi tiga bulan sebelumnya. Sejauh ini, riset mereka baru diujicobakan pada hewan. Meski demikian, mereka yakin bahwa hasil yang sama dapat dicapai juga pada manusia. Meski mendapat sambutan yang sangat hangat dari ahli neuroscience, hasil penelitian ini memicu perdebatan bioetika. Pepatah yang berbunyi: “Pengalaman adalah guru terbaik” menjadi argumentasi dari proses edit ingatan. Hal ini ditekankan pada orang-orang yang memiliki catatan kejahatan. Jika ingatan mereka mengenai kejahatan mereka dihapus, apa gunanya diterapkan sistem hukum? Tetapi sama dengan ilmu biokimia lainnya, pro dan kontra tersebut justru menjadi publikasi tersendiri bagi neuroscience. Para ilmuwan berharap dapat ditemukan jalan tengah dari masalah ini karena dibalik segala isu etika, neuroscience juga berpotensi untuk menyelamatkan begitu banyak nyawa.
Fenomena Evolusi Klasik dalam Tabung Reaksi Kata Kunci: Charles Darwin, Kepulauan Galapagos, pembagian relung, survival of the fittest, teori evolusi klasik Ditulis oleh Rahmi Yusuf pada 25-06-2009
Sekelompok peneliti dari The Scripps Research Institute telah merancang permodelan mikroskopik yang menyerupai Kepulauan Galapagos. Tabung-tabung reaksi mereka menampung ekosistem buatan di mana molekul-molekul berevolusi menjadi berbagai macam relung; mirip dengan burung-burung Finch yang diceritakan Charles Darwin 150 tahun silam dalam bukunya yang terkenal, The Origin of Species. Ekosistem mikroskopik tersebut mengalami beragam fenomena evolusi, di antaranya teori survival of the fittest yang menunjukkan bahwa dalam memperebutkan sumber daya alam yang terbatas, hanya individu paling kuatlah yang akan bertahan. Di sisi lain, jika terdapat berbagai sumber daya alam, individu-individu tersebut akan berdiferensiasi dan terspesialisasi menjadi relung-relung dengan ciri khas ekosistem yang berbeda. Eksperimen yang dipimpin oleh Sarah Voytek, Ph.D. ini bertujuan untuk memberikan pemahaman yang lebih baik terhadap teori evolusi Darwin. Beliau menggunakan molekul untuk mendapatkan hasil yang lebih cepat dibandingkan dengan menggunakan hewan. Perubahan struktur molekul dan evolusi yang terjadi di dalam masing-masing ekosistem buatan dapat dilihat hasilnya hanya dalam hitungan hari. Dalam perjalanannya menaiki HMS Beagle, Darwin mengumpulkan dan mempelajari berbagai spesies burung Finch dari beberapa pulau di Kepulauan Galapagos. Burungburung tersebut memiliki bentuk paruh yang beraneka rupa; sebagian tebal dan kuat,
sedangkan yang lain tipis dan lembut. Darwin menemukan bahwa perbedaan itu ternyata dipicu oleh adaptasi mereka terhadap berbagai bentuk biji-bijian yang mereka konsumsi sehari-hari. Semakin besar biji yang harus mereka pecah, semakin besar dan kuat pula bentuk paruhnya. Darwin menduga burung-burung tersebut berasal dari nenek moyang yang sama, namun seiring dengan berjalannya waktu, mereka terpisah menjadi spesiesspesies yang berbeda. Hal inilah yang melandasi teori klasiknya berjudul Niche Partitioning atau pembagian relung, yaitu dua spesies yang hidup dengan sumber daya alam yang sama akan berdiferensiasi menjadi dua spesies berbeda sehingga mereka dapat menggunakan sumber daya yang berbeda pula. Selama beberapa tahun, Gerald Joyce, M.D., Ph.D. selaku pembimbing riset Voytek, telah bereksperimen dengan sejenis molekul RNA enzimatik yang dapat berevolusi secara kontinu di dalam tabung reaksi. Basis dari evolusi ini adalah kemungkinan terjadinya mutasi setiap kali molekul tersebut bereplikasi. Bahkan, kemungkinannya terhitung minimal satu kali per siklus replikasi sehingga karakteristik populasinya semakin lama akan semakin beragam. Dua tahun silam, Voytek berhasil menemukan molekul RNA enzimatik lainnya dengan kemampuan evolusi yang sama. Dengan demikian, ia dapat menggabungkan RNA temuan Joyce dengan RNA temuannya sendiri untuk berkompetisi dalam ajang evolusi selayaknya dua spesies di Kepulauan Galapagos. Limit yang diberikan untuk memicu peristiwa tersebut adalah sumber ‘makanan’ berupa molekul esensial yang dibutuhkan masing-masing RNA untuk bereplikasi. RNA yang berhasil melekat dengan molekul tersebut akan bereplikasi, dan dalam siklus tersebut mereka akan bermutasi menjadi strain-strain RNA dengan sifat-sifat yang lebih kuat. Dalam riset mereka, Voytek dan Joyce melakukan dua set eksperimen. Pertama, mereka mengadu kedua molekul RNA untuk memperebutkan satu sumber makanan. Hasilnya, hanya salah satu molekul RNA yang bisa bertahan hidup sementara yang lainnya perlahan ‘punah’. Percobaan kedua menempatkan kedua molekul RNA dalam lingkungan berisi 5 macam sumber makanan yang asing bagi mereka. Pada awalnya, tiap RNA mampu menguraikan kelimanya, namun belum secara sempurna. Setelah ratusan generasi selanjutnya, masing-masing RNA berubah menjadi dua jenis molekul independen dengan kebutuhan makanan yang berbeda satu sama lain. Mereka hanya menggunakan sumber makanan pilihan mereka, dan menghindari sama sekali sumber makanan lainnya. Dalam proses kedua tersebut, masing-masing molekul mengalami diferensiasi yang khas. Satu molekul RNA mengurai makanan seratus kali lebih cepat, sementara molekul RNA lainnya menghasilkan replika tiga kali lebih banyak. Keseluruhan hasil eksperimen tersebut merupakan contoh nyata teori evolusi klasik dalam mempertahkan hidup.
Isolasi Geografis Memicu Evolusi Mikroba Termofilik Kata Kunci: archaea, mikroba termofilik, Sulfolobus islandicus, sumber mata air vulkanik Ditulis oleh Rahmi Yusuf pada 10-06-2009
Sulfolobus islandicus, archaea yang dapat hidup pada temperatur dan tingkat keasaman tinggi, menawarkan banyak rahasia bagi para peneliti sumber mata air vulkanik. Dalam hasil penelitian terakhir, telah dilaporkan adanya lebih banyak variasi S.islandicus dari yang sebelumnya diperkirakan. Keanekaragaman ini sebagian besar dipicu oleh isolasi geografis. Penemuan ini menjadi terobosan tersendiri dalam ilmu evolusi; membuktikan bahwa kondisi geografis dapat mengalahkan faktor-faktor lainnya dalam menyebabkan perubahan komposisi genetik. S.islandicus diklasifikasikan sebagai archaea, yaitu kelompok organisme uniseluler yang hidup pada kondisi lingkungan ekstrim. Sebelumnya, archea dikatergorikan sebagai bakteri, tetapi penelitian lebih lanjut membuktikan adanya perbedaan yang signifikan pada gen keduanya sehingga archea kini memiliki domain tersendiri. Whitaker telah menghabiskan hampir satu dekade meneliti karakteristik gen S.islandicus. Studi terbaru dari Proceedings of the National Academy of Sciences USA membandingkan tiga populasi S.islandicus dari sumber air panas Yellowstone National Park, Lassen National Park (California), serta Mutnovsky Volcano (Rusia timur). Kebutuhan fisiologis yang ekstrim menjadikan S.islandicus subjek yang menarik untuk mempelajari isolasi geografis. Archea ini hanya dapat hidup pada temperatur yang mendekati titik didih air, dan pH yang menyerupai keasaman baterai. Mereka menangkap
oksigen dan gas-gas vulkanik, lalu melepaskan asam sulfat. Sangat sulit bagi mereka untuk bertahan lama di luar habitat aslinya. Dengan membandingkan karakteristik gen dari spesies di ketiga lokasi tersebut, Whitaker dan rekan-rekannya dapat melihat tingkat evolusi archea ini dari spesies nenek moyang mereka yang hidup lebih dari 900 abad yang lalu. Paket gen lengkap S.islandicus mengandung satu set gen inti yang dimiliki oleh semua spesies genus tersebut, ditambah sedikit perubahan yang khas pada masing-masing spesies. Namun, ada pula grup gen variabel yang bisa sangat berbeda antarspesies, bahkan antarstrain. Whitaker mendeteksi perubahan yang sangat cepat dalam gen-gen variabel S.islandicus. Lebih dari itu, tingkat variasi pun cukup besar antarsel yang tinggal di lokasi yang sama. Dengan ini, Whitaker telah mematahkan teori mengenai adaptasi pada lingkungan baru. Pada umumnya, orang akan mengira mikroba yang dipindahkan ke lingkungan baru akan melakukan adapasi genetik yang sesuai dengan kondisi di sekitarnya. Padahal, dalam kasus ini tidak demikian. Sama seperti bakteri, Archea dapat melakukan transfer gen antarsel, mengambil gen bebas di alam (plasmid), serta dimasuki gen asing melalui virus. Variasi dalam gen S.islandicus telah dideteksi sebagai hasil dari plasmid dan virus. Pada beberapa strain ditemukan gen-gen imunitas yang diduga muncul akibat infeksi oleh virus. Sebaliknya, diketahui pula banyaknya gen-gen yang hilang, dengan komposisi berbeda untuk masingmasing strain. Menurut Whitaker, penemuan ini menggoyahkan persepsi bahwa mikroba mampu menyerap materi genetik sebanyak-banyaknya dari lingkungan secara universal. Nyatanya, mikroba seperti S.islandicus memperoleh gen-gen baru dari sumber yang sangat terbatas, yaitu melalui virus dan elemen genetik yang tersedia hanya pada lingkungan geografisnya sendiri.
Prediksi kegunaan baru dari obat lama berdasarkan efek samping mereka Kata Kunci: computational biochemistry, efek samping obat Ditulis oleh Arli Aditya Parikesit pada 06-06-2009
Pada tanggal 11 Juli 2008, Peneliti dari Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (EMBL) melaporkan, bahwa mereka telah menemukan cara baru untuk menggunakan efek samping obat yang tidak diinginkan. Mereka mengembangkan teknik komputasi yang membandingkan seberapa mirip efek samping dari berbagai macam obat, dan memprediksi seberapa mirip aksi obat tersebut dalam mentargetkan molekul yang sama. Kajian ini, yang telah dipublikasikan pada jurnal Science, menunjukkan penggunaan baru dari obat yang ada di pasaran. Obat yang serupa, sering kali memiliki target protein yang serupa juga. Mereka juga memiliki modus aksi dan efek samping buruk yang mirip. Jika dilihat dari perspektif lain, ini berarti bahwa obat yang memiliki efek samping serupa bisa jadi mentargetkan molekul yang sama. Tim peneliti EMBL telah mengembangkan alat komputasi yang membandingkan efek samping tersebut, untuk menguji apakah mereka dapat memprediksi target umum dari obat. ” Korelasi seperti itu tidak hanya membongkar basis molekuler dari berbagai efek samping, namun juga memberi harapan pada potensi terapi yang menjanjikan. Ia menunjukkan penggunaan baru dari obat di pasaran pada penyakit-penyakit yang bukan dikembangkan untuk obat tersebut,” kata Peer Bork, kordinator gabungan dari unit Biologi struktur dan komputasi EMBL. Pendekatan ini akan terbukti berguna untuk obat yang secara kimia berbeda, yang digunakan untuk berbagai area terapetik. Namun profil protein target mereka saling tumpang tindih dan tidak diketahui secara pasti. Strategi serupa telah terbukti sukses di masa lalu. Sebagai contoh, obat yang dipasarkan sebagai Viagra pada awalnya digunakan untuk menangani Angina. Namun efek samping pada seksualitas telah mengubah area terapetiknya.
Dengan mengaplikasikan metode baru tersebut pada 746 obat di pasaran, peneliti telah menemukan 261 obat yang berbeda, yang mekanismenya sudah diketahui, namun mengikat pada target molekuler yang tidak diinginkan. 20 dari obat ini kemudian diuji secara eksperimen, dan 13 dari mereka menunjukkan pengikatan pada target yang diprediksi memiliki efek samping serupa. Dengan menguji 9 dari mereka lebih jauh di esei sel, mereka semua menunjukkan aktivitas dan efek yang diinginkan pada sel, dengan interaksi pada target protein yang baru ditemukan. Hasil tersebut mengungkapkan, bahwa efek samping dapat membantu untuk menemukan interaksi obat-target yang baru dan relevan, yang bisa dikembangkan untuk terapi baru. Obat penguat otak Donepezil, sebagai contoh, memiliki target yang serupa dengan obat anti depresi, Venlafaxine. Ini membuktikan bahwa ada kemungkinan Donepezil dapat digunakan untuk mengatasi depresi. Keunggulan utama dari obat yang ada dipasaran, adalah mereka telah diuji secara klinis dan terbukti aman pada pasien. Ini berarti, bahwa peneliti dapat segera terapi yang baru jauh lebih cepat, tanpa harus menunggu sampai 15 tahun untuk diaplikasikan pada pasien. “Dengan beberapa pengujian dan pengembangan, metode kami dapat diaplikasikan pada skala lebih besar di masa depan. Obat baru dapat dicek secara rutin pada komputer untuk target tersembunyi tambahan, dan penggunaan potensial di berbagai area terapetik. Ini akan menghemat banyak uang, dan akan mempercepat pengembangan obat secara signifikan.” Demikian kesimpulan Bork. Diterjemahkan dari: European Molecular Biology Laboratory (2008, July 11). Scientist Predict New Uses For Existing Drugs From Their Side Effects. Science Daily. Retreived April 30, 2009. From http://www.sciencedaily.com/releases/2008/07/089710142920.htm
Bakteri Pengurai Kolesterol Diisolasi dari Lumpur Selokan Kata Kunci: Gordonia cholesterolivorans, kolesterol, lumpur selokan, steroid Ditulis oleh Rahmi Yusuf pada 04-06-2009
Suatu spesies bakteri pengurai kolesterol telah berhasil diisolasi oleh para ilmuwan di Universidad Complutense de Madrid, Spanyol. Dr Oliver Drzyzga beserta rekan-rekannya mengisolasi bakteri yang akhirnya dinamakan Gordonia cholesterolivorans tersebut dari lumpur saluran pembuangan atau selokan. Hasil penelitian mereka ini diterbitkan di International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. Kolesterol merupkan sejenis steroid yang dapat ditemukan pada semua jaringan di dalam tubuh manusia. Komponen yang mengandung lemak ini biasanya digunakan sebagai zat penstabil, pelembab, serta pengikat air dalam industri kosmetik dan farmasi. Hal inilah yang menyebabkan mengapa steroid, khususnya kolesterol, menjadi kontaminan utama dalam saluran pembuangan daerah perkotaan. Bakteri Gordonia mulai diklasifikasikan sebagai kelompok tersendiri dalam kingdom bakteri pada tahun 1997. Anggota orde aktinomycetales tersebut banyak ditemukan secara alami di air dan tanah. Sebagian besar dari ke-21 spesies dalam genus Gordonia terkenal dengan kemampuannya untuk menguraikan senyawa-senyawa hidrokarbon dan xenobiotik sehingga perannya sangat penting bagi proses bioremediasi dan biodegradasi. Sejauh ini hanya 5 spesies Gordonia yang dapat menimbulkan penyakit bagi manusia, dan infeksi yang telah menjangkau pembuluh darah hanya tercatat pada 11 kasus. Di sisi lain, peranan Gordonia dalam mendegradasi berbagai polutan telah terbukti sejak lama. Beberapa contoh ‘makanan kesukaan’ bakteri ini antara lain phtalate (sejenis ester yang terdapat pada plastik), karet, serta berbagai senyawa berbahaya seperti heksogen (siklotrimetilentrinitramin) yang merupakan bahan dasar peledak. Saat ini, Dr. Drzyzga dan timnya sedang mempelajari sifat-sifat genetik dari Gordonia agar di kemudian hari
dapat dikembangkan strain yang juga mampu memproduksi senyawa hasil uraian dari kolesterol. Lebih lanjut mengenai peran G.colesterolivorans, Dr. Drzyzga menyatakan bahwa spesies ini masih bersifat patogen bagi manusia sehingga penggunaannya dalam pengobatan kasus yang berkaitan dengan kolesterol masih dipertanyakan. Untuk itu, mereka perlu menyelidiki mekanisme biokimia spesifik yang dilakukan oleh bakteri ini dalam mengurai kolesterol. Melalui melakukan berbagai rekayasa genetik, dapat dihasilkan strain dengan tingkat patogenesitas yang lebih rendah, namun mengurai kolesterol dengan lebih cepat dan efektif.
Penyerapan Garam Mempengaruhi Tekanan Darah Kata Kunci: hipertensi, makrofag, regulasi garam, sel darah putih, TonEBP Ditulis oleh Rahmi Yusuf pada 27-05-2009
Penyerapan garam yang tinggi telah diasosiasikan dengan penyakit jantung selama ribuan tahun. Padahal, hipertensi yang disebabkan oleh tingginya kadar garam dalam darah saja masih merupakan misteri. Hal ini menggelitik para ilmuwan dari Max Delbrück Center (MDC) bagi Pengobatan Molekular di BerlinBuch dan Regensburg untuk bekerja sama dengan grup peneliti dari Finlandia dan Austria guna mengungkap hubungan antara penyerapan garam, proses biologis tubuh
secara keseluruhan, dan regulasi tekanan darah. Sekelompok orang pintar dari Eropa tersebut menemukan adanya ruang-ruang penyimpanan garam pada jaringan kulit. Lebih uniknya lagi, ketidakstabilan pada proses penyimpanan ini dapat menyebabkan hewanhewan percobaan mereka menjadi gelisah dan hipertensif. Seperti yang kita ketahui, garam atau NaCl sangat penting bagi sistem regulasi air di dalam tubuh, khususnya dalam proses difusi dan osmosis. Oleh karena itu, kekurangan garam dapat berujung pada kacaunya sistem biologis tubuh manusia yang 70% tersusun atas air. Pada sistem pencernaan, garam akan diserap oleh lambung dan usus, lalu sebagian besar diekskresi oleh ginjal. Namun, garam juga disimpan pada sela-sela antarsel tubuh. Grup peneliti MDC, bagian Pusat Riset Klinik dan Eksperimental, dapat membuktikan bahwa konsumsi garam yang tinggi pada tikus menyebabkan akumulasi molekul garam diantara sel-sel kulit. Ternyata, proses ini diregulasi secara spesifik oleh makrofag (sel darah putih). Pada makrofag tersebut ditemukan regulator gen berupa faktor transkripsi yang dinamakan TonEBP-tonicity-responsible enhancer binding protein atau protein pengikat enhancer yang mengatur tekanan fluida sel. Enhancer itu sendiri merupakan suatu gen yang ekspresi fenotipnya menjadi lebih kuat akibat suatu mutasi yang berimbas dari mutasi gen lainnya. TonEBP akan diaktivasi untuk merespon kadar garam yang tinggi. Selanjutnya, regulator ini akan mengaktifkan gen VEGF-C-vascular endothelial growth factor C atau faktor pertumbuhan C pada sel endotelium pembuluh darah-yang mengontrol pembentukan sel-sel limfa. Dengan demikian, secara tidak langsung, konsumsi garam yang tinggi dapat meningkatkan pembentukan sel-sel limfa sehingga menambah kepekatan darah sekaligus mengurangi tekanannya. Hasil penelitian tersebut juga menunjukkan bahwa konsentrasi makrofag yang rendah atau absennya VEGF-C menyebabkan tubuh menjadi tidak mampu menyimpan garam secara optimal sehingga terjadilah hipertensi. Namun, kaitan antara proses tersebut dengan terjadinya berbagai gangguan kardiovaskuler masih belum dipahami dengan jelas.
Cara Baru untuk Mengobati Depresi Kata Kunci: pengobatan depresi Ditulis oleh Wikan Pribadi pada 25-05-2009
Sebuah Penemuan yang dapat menolong orang yang gagal mengatasi depresi dengan menggunakan obat anti depresi yang ada. Suatu target baru untuk mengobati depresi, yang ditemukan oleh peneliti di Iowa, menawarkan suatu alternative antidepresan tertentu, dengan menggunakan mekanisme lain untuk mengobati kondisi tersebut. “Isu mekanisme sangat penting karena jika seorang pasien tidak bereaksi terhadap satu obat, kesempatan mereka menanggapi obat lain yang bekerja terus menerus dengan mekanisme yang sama menjadi rendah,” menurut Yohanes A. Wemmie, yang memimpin tim riset. Wemmie adalah seorang Guru Besar psikiatri dan bedah urat saraf di University of Iowa dan seorang peneliti dan dokter staff di Iowa City Veterans Affairs Medical Center. Wemmie beserta timnya focus pada jalur biokimia yang meliputi ASIC (acid-sensing ion channel) protein yang terdapat pada neurons. ASICS diaktipfan oleh satuan listrik positif yang dipercaya bertindak sebagai neurotransmitters ( C&En, Jan. 14, 2008, halaman 10). Wemmie dan para rekan kerja nya berkonsentrasi pada kelas ASIC1a dari saluran ion ini, yang mana banyak terdapat di daerah otak ynag berhubungan dengan mood. Kelompok riset sebelumnya melakukan uji coba terhadap tikus-tikus yang mana aktivitas ASIC1a dihubungkan dengan kegelisahan yang sering disertai depresi. Di pekerjaan yang baru, peneliti menunjukkan bahwa tikus-tikus yang kekurangan gen ASIC1a lebih sedikit peka dibanding tikus-tikus yang normal terhadap depresi yang disebabkan oleh stress. Pada percobaan kedua, peneliti memperlakukan tikus-tikus normal dengan A-317567, suatu percobaan inhibitor ASIC di Abbott Laboratories tengah mempelajari untuk pengobatan sakit/luka. Tim Wemmie melaporkan bahwa ASIC1a menghalangi dengan cara memproduksi efek antidepressant di binatang (J. Neurosci. 2009, 29, 5381). “Jika kita temukan jalan untuk menghalangi saluran atau untuk mengontrol pH diharapkan akan menghalangi pengaktifan ASIC pada manusia,” kata Wemmie, ” ini dapat memberikan suatu kesempatan baru untuk mengurangi depresi pada pasien.”
“Pengembangan dari antidepressants itu adalah perlakuan pada target molekul lain di dalam otak kan menjadi suatu terobosan penting,” komentar Yohanes F. Cryan, ahli farmasi yang mempelajari pengobatan depresi di University College Cork, di Irlandia, tetapi tidak bergabung dengan pekerjaan di Lowa. Suatu paradigma pengobatan baru yang mungkin membantu lebih dari sepertiga pasien yang tidak efektif terhadap antidepressant tertentu, ia menambahkan. Sumber: http://pubs.acs.org/cen/news/87/i18/8718notw3.html
Teka-Teki Patogenesitas Osteoporosis Telah Dipecahkan! Kata Kunci: C/EBP beta, osteoblas, osteoklas, osteoporosis, rapamisin Ditulis oleh Rahmi Yusuf pada 22-05-2009
Osteoporosis, atau pengeroposan tulang, adalah penyakit yang populer di kalangan manula, khususnya wanita. Meskipun demikian, selama ini tidak diketahui dengan jelas bagaimana proses ini terjadi di dalam tubuh. Para ilmuwan Max Delbrück Center (MDC) untuk Pengobatan Molekuler di Berlin-Buch, Jerman, akhirnya berhasil memecahkan mekanisme regulasi yang menjaga kestabilan antara pembentukan dan penguraian tulang. Dr. Jeske J. Smink, Dr. Valérie Bégay, dan Professor Achim Leutz menemukan adanya dua materi genetik-isoform pendek dan isoform panjang-yang mengendalikan kedua proses tersebut. Para ilmuwan MDC berharap penemuan ini dapat membuka alternatif baru bagi terapi penyakitpenyakit tulang.
Pasien osteoporosis mengalami penguraian sel-sel tulang secara berlebihan. Tulang mereka akan kehilangan densitasnya sehingga strukturnya menjadi rapuh dan mudah patah, bahkan akibat kecelakaan ringan sekalipun. Harmonisasi kerja antara dua sel, yaitu sel osteoblas (pembentuk sel tulang) dan osteoklas (pengurai sel tulang), menentukan kepadatan jaringan tulang secara keseluruhan. Keseimbangan kerja dua sel tersebut dikendalikan secara ketat oleh sistem regulasi genetik untuk mencegah ketimpangan antarproses yang satu dengan yang lain. Dr. Smink, Dr. Bégay, and Professor Leutz merumuskan sistem rumit tersebut dengan bantuan aktivator C/EBP beta. Protein ini memiliki beberapa bentuk yang masing-masing dibedakan oleh ukuran dan jumlah komponen-komponen dasarnya. Isoform berukuran panjang dinamai LAP, sedangkan isoform berukuran pendek dinamai LIP. LAP mengaktivasi represor MafB yang berfungsi untuk mencegah pembentukan osteoklas. Sebaliknya, LIP menekan aktivitas MafB sehingga terjadi proliferasi osteoklas. Hasilnya, aktivitas osteoklas dalam menguraikan sel tulang akan lebih tinggi dibandingkan pembentukan sel tulang baru oleh osteoblas. Ketidakseimbangan inilah yang menyebabkan terjadinya osteoporosis. Aktivitas molekul sinyal, mTOR (mammalian Target of Rapamycin atau target mamalia dari rapamisin), menentukan isoform mana yang akan dibentuk. Ripamisin menginhibisi mTOR dan, secara tidak langsung, menahan pembentukan osteoklas. Sayangnya, rapamisin memiliki efek samping terhadap sistem imunitas. Profesor Leutz masih berharap suatu saat akan ditemukan obat pengganti rapamisin yang dapat mengendalikan mTOR dengan efek samping yang tidak membahayakan sehingga abnormalitas osteoklas dapat diatasi secara efektif.
Biofilm dan Keadaan Tumbuhnya Kata Kunci: biofilm, biofilm bakteri, extracellular unsur polymeric, pembentukan biofilm Ditulis oleh Wikan Pribadi pada 19-05-2009
Berbicara tentang biofilm, seharusnya bukan hal yang asing di telinga kita. Biofilm tertebaran di sekitar kita, baik di dalam tubuh kita maupun di lingkungan sekitar kita. Biofilm merupakan kumpulan bakteri yang terus tumbuh di sebuah permukaan bahan padat maupun cair. Sebagai gambaran adalah karang yang tumbuh di gigi kita. Itu adalah salah satu jenis biofilm bakteri dalam tubuh kita. Pertumbuhan biofilm ini bergantung pada substansi matrix bahan yang digunakan. Matrix bahan yang digunakan ini akan menyediakan aseptor elektron bagi mikroba untuk proses oksidasi dalam rangka menghasilkan energi. Selain itu, pembentukan biofilm ini bergantung pada keragaman/variasi jenis mikroba yang tumbuh. Biofilm dapat dibentuk dari satu jenis mikroba saja, namun secara alami hampir semua jenis biofilm terdiri dari campuran berbagai jenis mikroba. Sebagai contoh fungi, alga, yeast (ragi), amuba (bakteri) dan jenis mikroba lainnya. Semakin beragam mikroba yang tumbuh, maka biofilm yang terbentuk akan semakin cepat dan kompetitif. Bagi bakteri yang bersifat aerob akan tumbuh di bagian dalam, sedangkan bakteri yang bisa tumbuh secara anaerob akan berada di layer bagian dalam. Semakin beragam bakteri, maka interaksi antara bakteri semakin kompleks. Demikian halnya jenis mikroba yang lain. Biofilm akan terbentuk pada permukaan yang lembab, hal ini disebabkan mikroba dapat bertahan hidup jika ia mendapatkan kelembaban yang cukup. Pada prosesnya biofilm mengeksresikan suatu bahan yang licin (berlendir) pada sebuah permukaan, kemudian akan menempel dengan baik di permukaan tersebut jika keadaan minimum bakteri tersebut terpenuhi. Beberapa lokasi yang dapat dijadikan tempat hidup biofilm meliputi material alami di atas dan di bawah tanah, besi, plastik dan jaringan sel. Selama kita dapat menemukan kombinasi nutrien, air dan sebuah permukaan yang tidak mengandung senyawa beracun, disana sangat mungkin kita temukan biofilm. Biofilms menjaga kesatuan formasinya dengan saling berikatan satu sama lain pada untaian molekul gula. Hal tersebut yang kemudian disebut sebagai EPS atau extracellular unsur polymeric, yaitu terbentuknya polimer antar biofilm, sehingga kemungkinan untuk melepas menjadi sulit. Karena dengan mengekskresikan EPS ini, masing-masing biofilm sangat mungkin saling mensuport untuk berkembang dalam dimensi yang kompleks dan sangat erat (utuh). Matriks yang terbentuk dengan EPS ini akan melindungi sel dan memudahkan komunikasi antar sel melalui isyarat biokimia. Beberapa biofilms berada
dalam fasa cair, dimana keadaan tersebut membantu sel dalam mendistribusikan zat yang dibutuhkan dan memberi sinyal molekul pada sel. Matriks ini cukup kuat, oleh sebab itu pada kondisi-kondisi tertentu, biofilm dapat berwujud padat. Masing-masing layer dalam biofilm akan mempunyai ketebalan yang berbeda, hal ini sangat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan tumbuhnya. Keterangan lebih lanjut dapat dibaca sendiri : • •
Allison, D. (2000). Community Structure and Co-Operation in Biofilms. Cambridge: Cambridge University Press. Lappin-Scott, Hilary (2003). Microbial Biofilms. Cambridge: Cambridge University Press.
Ilmuwan Telah Menemukan Struktur Yang Paling Mendekati Bakteri Hijau Kata Kunci: bakteri hijau, nuclear magnetic resonance, struktur molekul klorofil, system artificial fotosintesis Ditulis oleh Wikan Pribadi pada 16-05-2009
Tim ilmuwan internasional telah menentukan struktur molekul klorofil dalam bakteri hijau yang digunakan untuk energi pembakaran pada siang hari. Hasil dari tim ini dapat digunakan untuk membangun system artificial fotosintesis, seperti pengubahan energi solar menjadi energi listrik. Hasil karya penemuan para ilmuwan ini akan diumumkan pada tanggal 4 Mei 2009 di Akademi Keilmuan Nasional.
Para ilmuwan menemukan bahwa klorofil paling efisien dalam hal pembakaran energi panas. “Kami menemukan bahwa tujuan dari molekul klorofil membuat bakteri hijau makin efisien dalam hal pembakaran energi panas,” kata Donald Bryant, Ernest C. Professor Biotekhnologi di Penn State dan merupakan salah satu pemimpin tim. Berdasarkan apa yang dikatakan Bryant, bakteri hijau ini merupakan jenis organisme yang biasa hidup di daerah yang mempunyai kadar cahaya yang rendah, seperti di kedalaman laut sampai 100 meter. Bakteri ini mempunyai struktur yang dinamakan klorosom, mengandung lebih dari 250.000 klorofil. ” Kemampuan menangkap energi cahaya dan secara cepat mengirimkan energi tersebut ke tempat yang diperlukan sangat penting untuk bakteri ini, terkadang hanya bisa dilihat beberapa photon saja per klorofil dalam sehari.” Karena mereka sangat mengalami kesulitan dalam penelitiannya mengenai bakteri hijau, maka bakteri ini adalah klas terakhir yang dikategorikan secara struktural dalam pembakaran energi cahaya yang kompleks oleh ilmuwan. Para ilmuwan biasanya mengkategorikan struktur mulekul dengan memakai X-ray kristallographi, suatu teknik yang menentukan pembuatan dari molekul atom dan secara cepat memberikan informasi yang dapat digunakan untuk membuat gambaran molekul; walau bagaimanapun, X-ray kristallographi tidak bisa mengkarakteristikan klorosome bakteri hijau hanya karena dapat bekerja pada molekul dengan kesamaan pada bidang ukuran, bentuk dan struktur. “Tiap klorosom mempunyai keunikan sendiri-sendiri,” kata Bryant. Bakteri hijau mempunyai komposisi klorosom yang sering berganti-ganti sehingga menyulitkan para ilmuwan untuk menggunakan X-ray kristallographi untuk mengkelompokkan struktur internalnya. Untuk mendapatkan jawabannya, tim ini menggunakan metode kombinasi untuk mempelajari klorosom. Mereka menggunakan metode genetic untuk menciptakan mutan bacterium, cryo-elektron mikroskopi untuk mengetahui seberapa besar jarak ikatan antar kromosom, solid-state nuclear magnetic resonance (NMR) spektroskopi untuk menentukan struktur dari suatu komponen molekul kromosom klorofil tersebut, dan setiap bagiannya dibawa untuk dibuatkan gambaran akhir sebuah klorosom. Pertama-tama, tim ini menciptakan suatu mutan agar dapat menemukan alasan mengapa molekul klorofil di bakteri hijau bertambah complex dikarenakan bertambahnya waktu. Untuk menciptakan mutan tersebut, tim ini menonaktifkan 3 gen yang ada di dalam bakteri itu. Tim ini memperkirakan bahwa gen-gen inilah yang berperan penting dalam kemampuan untuk pembakaran energi. Sehingga didapat bahwa klorofil dapat menjadi lebih kompleks untuk meningkatan efisiensi pembakaran panas. Kedua, tim ini memisahkan antara kromosom dengan mutan dan bentuk asli dari bakteri dengan menggunakan cryo-elektron mikroskopi – suatu tipe elektron mikroskopi yang dijalankan dengan cryogenik yang bertemperature super dingin – untuk mendapatkan gambar dari klorosom.
Tim ini berjalan selangkah lebih maju dengan menggunakan NMR cryogenicskopi untuk melihat lebih dalam lagi tentang klorosom. Teknik ini memberikan kemampuan untuk memahami hubungan antara inti atom dan memperoleh informasi yang lengkap tentang molekul. NMR data memperlihatkan bahwa bahwa molekul terdiri dari dua molekul sederhana dan serupa dengan lapisan hidrophobik yang panjang atau anti air. Kata Bryant, “Kamipun mempelajari apakah molekul klorofil menyerang molekul satu dengan lainnya, dan kami juga memastikan jarak antar molekul.” NMR memperlihatkan bahwa molekul klorofil tersusun atas spiral-spiral helix. Pada mutan bakteri, molekul klorofil terletak hampir di sudut 90 derajat terhadap nanotubes. Lalu langkah terakhir adalah mengambil semua data dan membuat struktur model yang detail di komputer. Jika semua klorofil yang identik tersusun dalam sebuah kromosom, dan energi dari photon, sekali hal ini terserap, maka photon akan berjalan mengelilingi seluruh bagian klorofil, dengan memakan waktu yang cukup banyak. Tetapi pada bentuk tipe liar mempunyai perbedaan yang besar dimana molekul klorofil terlokalisir sehingga kemampuan dari energi photon untuk bermigrasi menjadi terbatas. Dengan kata lain, energi dari photon hanya dapat berjalan di sebagian kecil klorofil saja. Kecepatan yang diperoleh merupakan masalah bagi bakteri yang hanya menerima sedikit cahaya photon pada setiap klorofil perharinya. Bryant mengatakan hasil dari tim ilmuwan ini suatu hari nanti akan digunakan untuk membangun sistem artificial fotosintesis yang mengubah energi solar menjadi energi listrik. Sumber: http://www.chemistrytimes.com/research/Scientists_determine_the_structure_of_highly_ efficient_light-harvesting_molecules_in_green_bacteria.asp
Teknik Komputasi baru dapat memprediksi efek samping obat Kata Kunci: bioinformatika, efek samping obat, Protein Data Bank, struktur tiga dimensi protein, terapetik Ditulis oleh Arli Aditya Parikesit pada 13-05-2009
Pada 13 Desember 2007, dilaporkan bahwa identifikasi awal dari efek samping buruk obat sebelum diuji pada manusia adalah sangat penting dalam mengembangkan terapi baru, karena efek samping yang tidak diharapkan menyebabkan sepertiga dari kegagalan proses pengembangan obat. Sekarang, peneliti pada Universitas California, San Diego (UCSD) telah mengembangkan teknik baru dengan menggunakan modeling komputer untuk mengidentifikasi efek samping potensial dari obat, dan telah menggunakan teknik itu untuk mempelajari kelas obat tertentu, yang termasuk didalamnya adalah tamoxifen, obat yang sering diresepkan pada perawatan kanker payudara. Kajian mereka tersedia di jurnal Plos Komputasi Biologi. Metode uji konvensional menapiskan senyawa pada studi binatang, sebelum uji pada manusia, dengan harapan dapat menemukan efek samping dari terapetik yang menjanjikan. Tim UCSD, yang dipimpin oleh Philip Bourne, Profesor Farmakologi pada Sekolah Farmasi dan ilmu farmasetika UCSD dan Lei Xie PhD dari Pusat Komputer Super San Diego UCSD, mereka menggunakan tenaga dari model komputer untuk menapiskan molekul obat tertentu menggunakan database yang tersedia untuk seluruh dunia. Database tersebut adalah Protein Data Bank (PDB), yang didalamnya terdapat entri dari ribuan struktur tiga dimensi protein. Molekul obat didesain untuk mengikat pada protein target dalam rangka mendapatkan efek terapetik, namun jika molekul obat kecil yang berfungsi sebagai ‘kunci’ bertaut pada target protein lain yang memiliki situs pengikatan serupa, atau ‘lubang kunci’, maka efek samping bisa terjadi. Dalam rangka mengidentifikasi protein yang bisa menjadi target tak diinginkan, peneliti USCD menggunakan molekul obat tunggal dan melihat bagaimana kemungkinan ia dapat mengikat pada semua protein yang disandikan oleh proteosom manusia. Dalam studi kasus yang sudah dipublikasikan, mereka menggunakan Select Estrogen Receptor Modulators (SERMs), kelas obat yang dimana tamoxifen termasuk didalamnya, untuk mengilustrasikan pendekatan baru tersebut.
‘Prosedur komputasi yang kami kembangkan dimulai dengan model tiga dimensi obat, dalam rangka menunjukkan struktur dari molekul obat yang terikat pada protein target, dalam hal ini SERM yang terikat pada reseptor estrogen,’ kata Bourne, yang adalah wakil direktur PDB. Kemudian, peneliti menggunakan analisis komputer untuk mencari situs pengikatan lain yang cocok dengan situs pengikatan obat. Seperti mencari lubang kunci lain, yang dapat dibuka oleh kunci yang sama. Pada kajian ini, tim menemukan protein target SERMs yang belum teridentifikasi sebelumnya . Identifikasi pada situs pengikatan ini menjelaskan mengapa terjadi efek samping yang buruk, dan membuka peluang untuk memodifikasi obat supaya tetap mengikat pada target yang diinginkan, namun mengurangi afinitasnya pada situs sekunder. “Jika obat memiliki efek sampingan buruk, kemungkinan besar obat tersebut mengikat pada molekul sekunder yang tidak diinginkan, dengan kata lain, kunci yang digunakan untuk bertaut dengan sasaran ternyata cocok untuk banyak lubang kunci,’ kata Bourne. Ia menjelaskan, bahwa dengan menggunakan teknik komputer ini untuk menemukan ‘lubang kunci’ lain akan menghasilkan salah satu dari tiga hal ini: Lubang kunci baru bisa jadi tidak menghasilkan efek apapun, lubang kunci tersebut dapat menjelaskan efek samping buruk dari obat, atau riset tersebut dapat saja menemukan efek terapetik baru, yang potensial untuk pengembangan obat yang ada. Peneliti UCSD melanjutkan kajian mereka, yang menurut Bourne dapat diaplikasikan pada semua obat yang ada di pasaran, dimana struktur obat tersebut terikat pada reseptor PDB. Bourne menggaris bawahi, bahwa hasil dari pendekatan ini tetap harus diuji di laboratorium basah. Jiang Wang dari program Bioinformatika UCSD juga berkontribusi pada studi ini melalui Plos. Penelitian ini didukung oleh National Institute of Health. Diadaptasi dari bahan yang diberikan oleh UCSD. Diterjemahkan dari: University of California – San Diego (2007, December 13). New Computational Technique Can Predict Drug Side Effects. ScienceDaily. Retrieved April 28, 2009
Komputasi Biokimia telah membantu memecahkan masalah metabolisme Kata Kunci: Komputasi Biokimia, metabolisme Ditulis oleh Arli Aditya Parikesit pada 04-05-2009
Peneliti mengentahui bahwa jaringan normal dan sakit memiliki atribut berbeda. Namun metode untuk membedakannya dapat memberikan pemecahan untuk melawan obesitas, hipertensi, diabetes, dan berbagai penyakit yang berhubungan dengan metabolisme. Sampai sekarang, ilmuwan harus bergantung pada observasi dasar pada tingkat sel, karena mereka tidak memiliki informasi proses metabolisme pada organ individu, seperti hati, jantung, dan otak. Namun, pendekatan komputasi yang baru dikembangkan oleh pakar ilmu komputer Tomer Shlomi, Moran Cabili, dan Prof Eytan Ruppin dari Sekolah Blavatnik Ilmu Komputer pada Universitas Tel Aviv dapat membantu sains untuk memperoleh gambaran komprehensif mengenai proses metabolisme di berbagai jaringan. Model mereka dapat secara potensial digunakan di masa depan untuk diagnostik berbagai penyakit metabolisme, membantu perawatan, dan mengembangkan obat baru. Hasil riset mereka telah dilaporkan pada Jurnal Nature Biotechnology. Jawabannya ada diantara Jaringan sehat dan sakit Model ini mengintegrasikan informasi spesifik jaringan dari organ yang sehat maupun sakit, dan mencocokkannya dengan model global jaringan metabolisme manusia untuk memprediksi perilaku metabolik jaringan. Hasilnya, yang dibagi dengan Markus Herrgard dan Bernhard Pallsson dari Universitas San Diego,’ Meletakkan landasan
komputasi untuk studi genome dari metabolisme manusia normal dan abnormal, pada jaringan secara spesifik,’ demikian menurut Prof. Ruppin. Model komputasi menjabarkan metabolisme pada sepuluh jaringan manusia yang berbeda, memaparkan fungsi yang bertanggung jawab untuk metabolisme. Sementara itu, metabolisme jaringan adalah set reaksi kimia yang terjadi pada makhluk hidup, yang menyokong jaringan untuk tumbuh, menjaga struktur mereka, dan memberi respon pada stimulus fisik. Walaupun riset ini memfokuskan pada sepuluh jaringan spesifik, tool ini dapat diperluas dan diaplikasikan pada jaringan lain, dan secara potensial pada seluruh organ. ‘ Model metabolisme manusia yang sebelumnya terlalu generik, dan tidak dapat menjabarkan bagaimana kerja metabolisme dari berbagai jaringan,’ kata Shlomi. ‘Sekarang kita dapat menyediakan penjabaran skala besar bagaimana jaringan memetabolismekan berbagai senyawa dan bagaimana metabolisme bekerja pada organ individu seperti jantung, hati, otak, dan pankreas.’ Menuju Diagnosis Penyakit berbasis Komputasi Berdasarkan hasil ini, tim Universitas Tel Aviv sekarang bekerja untuk mengembangkan tools untuk penemuan biomarker (metabolit yang dapat diukur di darah dan urin) yang berasosiasi dengan berbagai penyakit. Tim ini mengembangkan metode komputasi untuk mengidentifikasi biomarker metabolis baru yang dapat digunakan untuk mendiagnosis berbagai penyakit metabolis yang diturunkan (termasuk penyakit yang sering terjadi pada populasi Yahudi, seperti G6PD dan Tay-Sachs) Secara umum, riset dasar ini mengungkapkan pengetahuan penting mengenai metabolisme dari berbagai jaringan tubuh dan organ. Konsekuensi dari penemuan ini adalah pengembang obat dapat ditolong untuk mengeksplorasi target obat baru. Riset ini sekarang masih pada riset dasar, namun dapat dikembangkan menjadi aplikatif kedepannya. Contoh, Obat anti kanker yang ada di pasaran membunuh sel kanker dan sel sehat. Ketika metabolisme kanker di berbagai jaringan dapat diketahui melalu kombinasi dari kajian eksperimental dan komputasi, diharapkan obat yang lebih efektif dapat dikembangkan, kata Prof Ruppin. Diterjemahkan dari: Tel Aviv University (2008, October 17). Could Dr. House Be Replaced By A Computer?. ScienceDaily
Komputasi Biokimia berhasil mengungkapkan petunjuk molekular terhadap evolusi Kata Kunci: evolusi, komputasi kimia, obat anti parasit, super komputer Ditulis oleh Arli Aditya Parikesit pada 23-04-2009
Pada 13 September 2008, peneliti dari Universitas negeri Florida (FSU), yang menggunakan super komputer untuk memetakan pekerjaan dari protein mengumumkan, bahwa mereka telah berhasil mengungkapkan mekanisme yang memberikan pemahaman lebih jauh bagaimana evolusi terjadi pada tingkat molekuler. Pemahaman demikian akan membimbing kita pada pengembangan obat anti parasit yang baru dan lebih efektif. Wei Yang adalah asisten profesor pada Departemen Kimia dan Biokimia FSU dan anggota fakultas pada institut biofisis molekuler milik universitas. Bekerja sama dengan kolega dari FSU, Universitas Duke dan Universitas Brandeis, dia baru-baru ini memproduksi model komputer yang pas dari enzim inosin monofosfat dehidrogenasi, atau IMPDH jika disingkat. IMPDH bertanggung jawab untuk memulai proses metabolik tertentu pada DNA dan RNA, dan mengaktifkan sistim biologis untuk mereproduksi secara cepat. ‘ Dalam mengembankan simulasi IMPDH ini, kami mengamati sesuatu yang belum terlihat sebelumnya,’ demikian kata Yang. ‘Sebelumnya, enzim dipercaya hanya memiliki jalur tunggal untuk mengantarkan agen katalitis pada sel biologis untuk membawa perubahan metabolisme. Namun dengan IMPDH, kami menemukan bahwa
ada jalur kedua yang dapat digunakan untuk menyebabkan perubahan kimiawi. Jalur kedua tidak beroperasi dengan efesiensi sebaik yang pertama, namun ia aktif.’ Mengapa enzim tersebut memiliki dua jalur untuk tugas yang sama? Yang dan koleganya yakin bahwa jalur yang lebih lambat adalah peninggalan evolusioner dari enzim yang lebih kuno, yang akhirnya berevolusi menjadi IMPDH di zaman sekarang. Menurut Yang, penemuan tersebut signifikan karena beberapa alasan. “Pertama, hal ini membuka mata kita terhadap kerja proses evolusi pada tingkat molekuler,” kata Yang. “Biasanya, jika kita berbicara mengenai evolusi, kita mengacu pada proses adaptasi yang terjadi pada populasi organisme pada periode waktu yang panjang. Penelitian kami mengamati adaptasi tersebut pada tingkatan paling mendasar, yang dapat menolong peneliti untuk mengembangkan gambaran yang lebih jelas mengenai terjadinya evolusi.” ‘ Hal ini juga mewakili langkah maju kedepan pada usaha kami untuk mengembangkan simulasi komputasi pada proses biologis,’ kata Yang. ‘ Pada kasus ini, kami pertama kali membuat prediksi dari struktur enzim dengan komputer, dan kemudian memverifikasinya melalui observasi langsung di laboratorium, dan bukan sebaliknya. Ini adalah hal yang tidak biasa, dan kami kemampuan kami dalam menjawab pertanyaan fungsi biologis secara molekular telah membaik.’ “Karena peran kunci dari IMPDH, ilmuwan telah berfokus dalam mengembangkan obat antiparasit baru yang mentargetkan enzim tersebut,” kata Yang. “Riset kami akan mengkontribusikan ke arah tersebut.” Joseph Schlenof, ketua Departemen Kimia dan Biokimia FSU memuji metode komputasi Yang sebagai “Sangat kuat karena mampu membuat asumsi dari kompleksitas di dunia nyata. Prediksi akurat mereka adalah sukses yang pantas didapat oleh peneliti komputasi.” Berkolaborasi dengan Yang pada proyek itu, adalah Gavin J.P Naylor, associate professor pada Departemen komputasi ilmiah FSU; Donghong Min, associate postdoktoral pada Institut Fisika Molekuler; Hongzhi Li, mantan pos-doc pada Institut Fisika Molekuler; Clemens Lakner, asisten riset pada Departemen Biologi; David Swofford, peneliti pada Universitas Duke dan mantan anggota fakultas FSU; Lizbeth Hedstrom, profesor biokimia pada Univeristas Brandeis; dan pos-doc Helen R Josephine dan Iaian S MacPherson, keduanya dari Brandeis. Para peneliti tersebut secara bersama-sama menulis penemuan mereka pada sebuah paper ‘Atavis Enzimatis diungkapkan pada Jalur ganda selama aktivasi oleh air,’ yang telah dipublikasi pada PLOS Biology, jurnal peer reviewed, dan open access yang dipublikasi oleh Public Library of Service.
Dan Herschlag, profesor biokimia pada Universitas Stanford, menedit paper tersebut untuk PLOS Biology. Dia memuji pendekatan inovatif tersebut. “Pekerjaan ini mengungkapkan aspek mendasar dari kerja enzim dan evolusinya,” kata Herschlag. “Kajian ini menggabungkan eksperimen dan komputasi pada cara yang baru dan mewakili model untuk menggunakan riset interdisiplin untuk menjawab pertanyaan penting”, tambahnya. Referensi Jurnal: Min et al. An Enzymatic Atavist Revealed in Dual Pathways for Water Activation. PLoS Biology, 2008; 6 (8): e206 DOI: 10.1371/journal.pbio.0060206 Diterjemahkan dari http://www.sciencedaily.com /releases/2008/09/080910120953.htm
Dari Lemak ke Bahan Bakar Kata Kunci: bahan bakar, biofuel, lemak, minyak Ditulis oleh Masdin Mursaha pada 20-04-2009
Peneliti di North Carolina State University telah mengembangkan sebuah cara untuk mengonversi minyak sayuran dan minyak lainnya dari lemak hewan menjadi bahan bakar jet untuk menggerakkan pesawat terbang. Teknologi yang mereka temukan – yang disebut Centia – 100 persen merupakan teknologi hijau, karena tidak ada produk asal petroleum yang ditambahkan ke dalam proses tersebut. Karena tidak ada jelaga atau zat partikulat yang terkait dengan bahan bakar dari lemak, maka bahan bakar yang dihasilkan oleh proses-proses baru ini juga membakar lebih bersih, sehingga lebih baik bagi lingkungan. Dr. William Roberts, profesor teknik mekanik dan aerospace dan direktur Applied Energy Research Laboratory di NC State, mengembangkan proses biofuel tersebut bersama dengan Dr. Henry Lamb, profesor di bidang kimia dan teknik biomolekuler; Dr.
Larry Stikeleather, profesor teknik biologi dan agrikultur; dan Tim Turner dari Turner Engineering di Carrboro, N.C. Roberts mengatakan bahwa disamping 100 persen hijau, teknologi baru ini memiliki beberapa kelebihan kunci dibanding proyek-proyek biofuel lainnya. “Kita dapat memanfaatkan hampir semua bahan baku berbasis lipid, atau bakan baku dengan sumber lemak – termasuk apa yang dianggap sebagai bahan baku berkualitas rendah seperti minyak masak – dan merubahnya menjadi hampir bahan bakar apa saja,” kata Roberts. “Menggunakan bahan baku berkualitas rendah biasanya lebih murah 30 persen dibanding menggunakan minyak jagung atau minyak canola untuk membuat bahan bakar. Dan kita tidak mengganggu suplai makanan secara langsung, seperti bahan bakar berbasis etanol yang terbuat dari jagung.” Negara Bagian NC mendapatkan paten sementara untuk menggunakan proses tersebut dalam mengonversi lemak menjadi bahan bakar jet dan bio-bensin, dan membuat zat-zat aditif untuk bahan bakar biodiesel cuaca dingin. Teknologi ini telah diurus lisensinya oleh Diversified Energy Corp., sebuah perusahaan swasta di Arizona yang memiliki spesialisasi dalam pengembangan teknologi dan proyek energi alternatif dan terbaharukan. Disadur dari: chemistrytimes.com
Cara sederhana daur ulang limbah biodiesel Kata Kunci: Amina, biodiesel, Daur ulang limbah, gliserol, limbah biodiesel Ditulis oleh Masdin Mursaha pada 13-04-2009
Ilmuwan di Inggris telah berhasil mengonversi limbah biodiesel mentah menjadi amina-amina yang bermanfaat tanpa memerlukan teknik-teknik pemisahan yang sulit.
Gliserol dihasilkan dalam jumlah yang signifikan sebagai sebuah produk-sampingan dalam produksi biodiesel, sehingga menjadikannya sebagai bahan baku terbaharukan yang murah untuk industri kimia. Sebagai contoh, menggunakan proses mikroba untuk memfermentasi gliserol merupakan sebuah jalur yang menarik untuk mendapatkan 1,3propanediol, yang bisa digunakan sebagai prekursor bagi polimer-polimer bernilai tinggi dan zat kimia platform. Akan tetapi, produk-produk fermentasi dihasilkan dalam larutanlarutan encer bersama dengan material sel dan produk-produk metabolik lain, sehingga menjadikan proses pemurnian dan pemisahan sulit. Sekarang ini, sebuah tim ilmuwan, yang dipimpin oleh Andrew Marr di Queen’s University Belfast dan Gillian Stephens di University of Manchester, telah menggabungkan proses mikroba dengan proses terkatalisis logam transisi untuk menghasilkan amina-amina sekunder tanpa harus mengisolasi dan memurnikan senyawa intermediet diol. Marr dan Stephens memperlakukan gliserol dengan bakteri Clostridium butyricum, kemudian melakukan sentrifugasi terhadap campuran bakteri, 1,3-propanediol, dan produk sampingan untuk menghilangkan sel-sel. Tim ini kemudian menambahkan larutan katalis iridium, basa dan anilin dalam toluena ke dalam larutan, menghasilkan campuran bifase. Setelah 24 jam pada suhu 115oC, 20 persen 1,3-propanediol telah dikonversi menjadi amina sekunder. “Karena bahan bakar fosil cukup langka, para kimiawan perlu mulai mengembangkan metode-metode baru untuk mengonversi bahan-baku terbaharukan menjadi produkproduk kimiawi dan material-material yang diinginkan masyarakat,” kata Marr. “Kemajuan kunci yang kami miliki adalah memadukan proses-proses biokatalitik dan kemokatalitik untuk menghindari pemisahan produk-produk fermentasi.” “Ini merupakan sebuah contoh penting tentang penambahan nilai bagi sumber-sumber daya terbaharukan,” kata Mark Harmer, seorang mahasiswa doktoral di DuPont, Delaware, US. “Kemampuan untuk menggunakan semua komponen dari bahan-baku terbaharukan akan menjadi hal kunci untuk mengembangkan sebuah biorefinery untuk menggantikan refinery berbasis minyak yang ada sekarang.”
Gliserol limbah diperlakukan dengan Clostridium butyricum lalu dengan katalis iridium, sebuah basa dan anilin untuk menghasilkan amina-amina sekunder. Stephens setuju: “Pendekatan baru ini akan memungkinkan diperolehnya banyak produk kimia dari satu campuran fermentasi tunggal. Sejauh yang kami ketahui, ini merupakan kali pertama dimana pendekatan one-pot telah diaplikasikan dengan menggunakan produk-porduk dari sel-sel mikroba utuh. Pendekatan ini harus menyeluruh, karena sifatsifat kimianya bisa dirubah dengan mengganti fase non-cair dengan sebuah reaktan alternatif dan campuran katalis. Sifat mikrobiologi juga bisa berubah, sehingga memungkinkan konversi berbagai bahan-baku menjadi beragam produk fermentasi.”
Pelajaran kimia di kamar mandi Kata Kunci: air liur, bakteri, enzim, gigi, glikoprotein, gosok gigi, plak gigi Ditulis oleh Syaputra Irwan pada 09-04-2009
“Bangun tidur ku terus mandi… Tidak lupa menggosok gigi… Habis mandi ku tolong ibu… Membersihkan tempat tidur ku…” Lirik lagu diatas mungkin sangat familiar bagi kita dimasa kanak-kanak. Dibalik lirik syairnya yang sederhana, dan mudah dihafal ternyata ada penjelasan ilmiah yang perlu kita perhatikan. Lirik kedua “tidak lupa menggosok gigi”, mengingatkan kita bagaimana pentingnya menggosok gigi. Bahkan Ikatan Dokter Gigi Indonesia (IDGI) menyarankan untuk menggosok gigi sekurang-kurangnya dua kali sekali. Ada apakah gerangan? Berikut adalah penjelasan sederhana kenapa kita mesti menggosok gigi. Air liur (secara ilmiah disebut dengan saliva) mengandung lebih dari seratus milyar (108) bakteri per milimeternya. Dalam air liur juga mengandung lapisan tipis glikoprotein yang menempel pada enamel gigi, dan menjadi medium pertumbuhan bagi milyaran bakteri tersebut. Diantara milyaran bakteri tersebut, Streptococccus mutans merupakan bakteri yang menyebabkan pembusukan dan menyebabkan lubang pada gigi. Bakteri ini menghasilkan suatu enzim khusus yang dikenal dengan glukosil transferase yang berkerja secara spesifik dalam penguraian sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa. (Sukrosa merupakan jenis gula yang kita konsumsi sehari-hari). Enzim ini selanjutnya akan merombak glukosa yang telah diuraikan tadi menjadi suatu polisakarida yang disebut dengan dextran. Plak gigi (dental plaque) atau disebut juga dengan karang gigi, merupakan sejumlah besar dextran yang menempel pada enamel gigi dan menjadi media pertumbuhan bagi berbagai jenis bakteri tersebut.
Pembentukan plak gigi ini merupakan langkah awal dalam proses pembusukan gigi. Hasil penguraian sukrosa yang kedua adalah fruktosa. Bakteri lactobacillus bravis mengubah fruktosa menjadi asam laktat melalui serangkaian reaksi glikolisis dan fermentasi. Terbentuknya asam laktat akan menyebabkan penurunan pH pada permukaan gigi. Suasanan asam ini menyebabkan kalsium dari enamel gigi akan terurai atau rusak. Secara alamiah, kita memproduksi 1 liter air liur setiap hari yang mampu mengurangi keasaman mulut. Akan tetapi plak gigi yang terbentuk tidak bisa diuraikan oleh air liur. Plak gigi ini menahan keberadaan bakteri. akibatnya asam laktat akan tetap terbentuk dan akan merusak enamel gigi.
Menggosok gigi secara teratur dapat membantu mengurangi pembentukan plak gigi. Mengurangi konsumsi makanan dan minuman yang mengandung sukrosa juga merupakan langkah pencegahan kerusakan gigi. Kontrol kesehatan gigi secara berkala merupakan salah satu langkah menjaga kesehatan gigi. Agar kita dapat membantu ibu bukan hanya sekedar membersihkan tempat tidur lho
Usia fotosintesis dipertanyakan Kata Kunci: bakteri, fotosintesis, jasper, organisme, sianobakteria Ditulis oleh Masdin Mursaha pada 25-03-2009
Fotosintesis kemungkinan telah mulai terjadi di muka Bumi hampir satu miliar tahun lebih awal dibanding yang diduga sebelumnya, menurut sebuah penelitian yang dilakukan oleh ahli geokimia Amerika. Catatan fosil tertua bakteri fotosintesis memprediksikan asal-usulnya bermula sekitar 2,7 milyar tahun yang lalu. Tetapi bukti baru yang ada menunjukkan bahwa fotosintesis telah bermula 3,46 milyar tahun yang lalu – sehingga menimbulkan pertanyaan baru tentang bagaimana kehidupan mungkin telah berkembang di Bumi jauh sebelumnya. Temuan ini didapatkan dari analisis batuan Jasper merah dari Pilbara Craton, Australia Barat – suatu formasi batuan dengan ketebalan 200m yang membentang sejauh 30 km. Batuan silikon dan bebatuan yang berbasis besi oksida ini telah terbentuk sekitar 3,46 juta tahun yang lalu, dan “ditiduri” oleh garam yang menandakan bahwa batuan ini muncul ke permukaan 200m dari bawah laut. “Yang kami dapatkan disini adalah fosil kimiawi molekul-molekul oksigen yang tertua dari lautan kuno,” kata Hiroshi Ohmoto, yang memimpin tim penelitian tersebut di Penn State University, US.
Batuan Jasper di dekat kota Marble Bar, Australia Barat diperkirakan pernah berada 200m di bawah laut “Penelitian kami menunjukkan bahwa kandungan oksigen bebas air laut dalam 3,46 milyar tahun yang lalu adalah sekurang-kurangnya 10 persen dari oksigen yang ada sekarang ini,” kata Ohmoto ke Chemistry World. Ini adalah petunjuk bahwa kehidupan fotosintetik berkembang dengan pesat, papar Ohmoto, karena penjelasan terbaik untuk kadar oksigen tinggi seperti ini dalam kedalaman laut adalah oksigen tersebut dihasilkan oleh fotosintesis skala besar yang dilakukan oleh alga biru-hijau yang dikenal sebagai sianobakteria. Asal-usul fotosintesis merupakan topik hangat yang masih diperdebatkan karena ini menandai titik balik kunci dalam evolusi kehidupan. Sebelum fotosintesis, atmosfer diperkirakan mengandung banyak metana, amonia dan hidrogen sulfida. Fotosintesis membalikkan keadaan ini dengan menghasilkan oksigen yang melimpah, yang menyebabkan sebuah “katatosfer oksigen” yang menyapu bersih kehidupan mikroba yang berbasis non-oksigen. Tetapi pengidentifikasian waktu peralihan ini cukup sulit, dan diperkirakan dua milyar tahun sebelum organisme-organisme multisel mulai muncul – sebuah periode waktu yang cukup lama. Menurut penelitian Ohmoto, periode tersebut kemungkinan besar telah dimulai hampir 3 milyar tahun yang lalu – sebuah interval waktu yang menimbulkan pertanyaan-pertanyaan baru bagi para biologiawan evolusioner. “Ini adalah beberapa temuan yang sangat menarik,” kata Euan Nisbet, seorang ahli di bidang geologi Archaean di Royal Holloway University of London. Temuan ini tentu akan menimbulkan beberapa hal baru untuk dipikirkan oleh para peneliti di bidang ini.”
Pendahuluan Sistem diagnostik DNA Kata Kunci: DNA, genetik, hibridisasi Ditulis oleh Arli Aditya Parikesit pada 23-03-2009
Konsep umum Materi genetik dari suatu organisme mengandung informasi esensial yang menyumbangkan berbagai fitur dan karakteristik organisme tersebut. Sebagai contoh, patogenitas bakteri bisa jadi karena kehadiran dari gen spesifik atau sekelompok gen. Sama seperti itu, alterasi dari gen bisa menyebabkan penyakit yang diturunkan pada manusia. Dalam teori, sekuens nukleotida yang berkontribusi pada karakteristik biologis tertentu adalah sidik jari tertentu yang unik, bila dapat dideteksi bisa digunakan sebagai penentu diagnostik yang definit. Hibridisasi asam nukleat adalah dasar untuk esei yang cepat dan terpercaya. Basis fisis dari sistem ini adalah pemasangan basa nukleotida yang tepat dan ikatan hidrogen antara satu string dari nukleotida dan sekuens nukleotida komplemennya. Skema hibridisasi asam nukleat pada laboratorium secara umum adalah sebagai berikut: 1. Ikat DNA untai tunggal (target) pada membran pendukung. 2. Tambahkan DNA untai tunggal berlabel (probe) pada kondisi yang cocok dari temperatur dan kekuatan ionik untuk mempromosikan pemasangan basa antara probe dan DNA target. 3. Cuci dukungan untuk menghilangkan probe DNA berlebih yang tidak terikat. 4. Deteksi sekuens hibrid yang terbentuk antara probe dan DNA target. 5. Test diagnostik hibridisasi asam nukleat memiliki tiga elemen kritis: DNA probe, DNA target, dan deteksi signal. Tipe sistem deteksi ini dapat menjadi sangat spesifik atau sangat sensitif. Probe Hibridisasi
Untuk menjadi efektif, probe hibridisasi asam nukleat harus memiliki spesifitas yang sangat tinggi. Dengan kata lain, probe harus hibridisasi secara eksklusif pada sekuens asam nukleat target yang dipilih. Positif palsu (i.e., respon pada ketidakhadiran sekuens target) dan negatif palsu mengganggu kegunaan dari prosedur diagnostik. Probe dapat menjadi spesifik pada berbagai tingkat organismik. Mereka dapat membedakan antara dua atau lebih spesies, menentukan strain tertentu dalam suatu spesies, atau mengidentifikasi perbedaan antara gen. Bergantung pada keperluan dari protokol test, probe bisa DNA atau RNA; panjang (>100 nukleotida) atau pendek (<50 nukleotida); disintesa secara kimia, mengklon gen yang utuh, atau mengisolasi daerah tertentu dari gen. Sekuens yang dapat membuat probe efektif dapat diisolasi dalam berbagai cara. Sebagai contoh, DNA dari organisme patogen dapat dipotong dengan restriksi endonuklease dan diklon ke vektor plasmid. Plasmid rekombinan ditapiskan dengan DNA genomik dari strain yang patogen dan non-patogen. Plasmid-plasmid tersebut yang mengandung sekuens yang berhibridisasi hanya pada strain patogen dari dasar probe spesifik. Test hibridisasi tambahan dengan DNA dari berbagai rentang organisme selanjutnya dilakukan untuk meyakinkan bahwa sekuens probe kandidat tidak melakukan hibridisasi silang. Setiap probe potensial juga diuji dalam kondisi sampel yang disimulasi. Kondisi sampel, termasuk kehadiran dari kultur campuran, untuk menentukan tingkat sensitivitasnya. Kemampuan untuk melakukan esei diagnostik probe asam nukleat secara langsung pada sampel yang ada tanpa kultur tambahan atau prosedur ekstraksi yang membuang waktu adalah sangat diinginkan, terutama dengan spesimen klinis. Peneliti telah berhasil menggunakan probe yang berhibridisasi dengan DNA target dari sampel feses, urin, darah, kumur, dan sampel jaringan, tanpa purifikasi DNA yang ekstensif. Jika sekuens target adalah jarang pada sampel kerja, PCR dapat digunakan untuk mengamplifikasinya. Prosedur Hibridisasi Nonradioaktif Dalam mayoritasi laboratorium riset, hibridisasi asam nukleat dideteksi secara rutin dengan melabel probe dengan isotop radioaktif, umumnya fosfor-32. Aktivitas spesifik yang tinggi menjamin rasion signal ke suara yang bagus. Dalam sistem deteksi standar, probe radioaktif dicampur dengan DNA target yang terikat pada membran pendukung. Setelah pencucian, pendukung bebas dari DNA probe yang tak terhibridisasi, kehadiran dari radioaktif ditentukan dengan meletakkan membran pada film sinar-X (autoradiografi). Bagaimanapun, fosfor-32 waktu hidupnya pendek, berpotensi bahaya, dan memerlukan peralatan laboratorium spesial untuk pembuangan dan penanganan yang aman, maka sistem nonradioaktif untuk pembentukan signal DNA hibrid juga dikembangkan. Sistem deteksi nonradioaktif mencapai amplifikasi signal dengan konversi enzimatis dari substrat kromogenik dan kemiluminesen. Substrat kromogenik mengubah warna dan substrat kemiluminesen mematikan lampu ketika mereka dikonversi menjadi produk
spesifik oleh enzim yang cocok. Signal dideteksi, dikebanyakan sistem, dengan menggabungkan nukleotida yang dilabel biotin ke probe DNA. Daftar Pustaka 1. Glick dan Pasternak. Molecular Biotechnology. ASM Press. 1990. 2. Maria Odete et al. Detection of Human Papillomavirus DNA by the Hybrid Capture Assay. The Brazillian Journal of Infectious Diseases. Hal 121-125. 2003.
Zat aditif makanan mempromosikan regenerasi jaringan Kata Kunci: aditif, hidrogel, regenerasi jaringan Ditulis oleh Masdin Mursaha pada 16-03-2009
Ilmuwan di Singapura telah membuat suatu hidrogel terinjeksikan yang bisa digunakan untuk meregenerasi tulang rawan pada pasien-pasien yang cedera. Dong-an Wang dan rekan-rekannya di Nanyang Technological University memodifikasi gellan gum, salah satu zat aditif makanan dari polisakarida yang banyak digunakan, untuk mentransformnya menjadi sebuah hidrogen pembawa sel. Larutan-larutan hidrogel yang mengandung sel bisa diinjeksikan ke dalam tempat-tempat target dalam tubuh, dimana mereka kemudian mendingin membentuk gel-gel pemuat sel yang mendorong regenerasi jaringan. Tetapi gellan membentuk sebuah hidrogel pada suhu yang lebih tinggi dari suhu badan dan karena itulah sampai sekarang, tidak cocok digunakan untuk restrukturisasi jaringan karena tidak bisa diinjeksikan sebagai sebuah larutan. Wang secara kimiawi memotong molekul-molekul gellan untuk mengurangi ukurannya. Dia menemukan bahwa molekul yang lebih pendek membentuk sebuah hidrogel ketika berada pada suhu dibawah suhu badan. Wang memasukkan sel ke dalam gel ini dan memantau kemampuannya untuk mempromosikan regenerasi jaringan secara in vitro. Gel-gel yang berbasis gellan ini lebih cepat dalam mempromosikan pertumbuhan tulangrawan dibanding gel agarosa, yang banyak digunakan dalam regenerasi jaringan.
Apabila gel gellan termodifikasi dimasukkan dengan sel, ia akan mempromosikan pertumbuhan tulang rawan lebih cepat dibanding gel agarosa Sejauh ini, Wang baru menguji gel ini secara in vitro tetapi dia memprediksikan bahwa teknologi ini dapat diaplikasikan pada pasien. “Kami percaya sistem perancah (scaffolding) kami ini menjanjikan untuk menjembatani kesenjangan yang ada sekarang ini” kata dia. “Seseorang bisa mempertimbangkan sebuah larutan gellan pembawa sel yang sedang diinjeksikan ke dalam bagian tubuh target yang berbentuk acak, dengan membentuk gel-gel secara in situ yang mengkapsul sel-sel terapeutik yang bekerja pada regenerasi jaringan.” Wang mengatakan dia juga berencana untuk meneliti sifat-sifat degradasi dari gellan yang termodifikasi. “Banyak pendekatan yang digunakan untuk meregenerasi jaringan tulang-rawan di klinik telah gagal,” komentar matthias Lutolf, yang meneliti interfase antara rekayasa biomolekuler dan biologi sel stem dewasa di Swiss Federal Institute of Tecnology, Lausanne. “Sangat menarik untuk dinantikan bagaimana teknologi ini berfungsi dengan skenario in vivo yang lebih relevan, misalnya pada model kelinci.” Disadur dari: http://rsc.org/chemistryworld
Indikator bau badan sebagai ganti sidik jari berbasis biologi Kata Kunci: bau badan, makanan, odortypes, sidik Ditulis oleh Tomi Rustamiaji pada 02-02-2009
Suatu saat, polisi atau detektif tidak perlu mencari sidik jari ataupun melakukan tes DNA pada bercak darah yang didapat dari tempat peristiwa kimia tapi cukup hanya dengan menggunakan alat elektronik pendeteksi bau bisa mendeteksi siapa sang kriminal. Ternyata akhir-akhir ini, para ilmuwan menemukan bahwa bau badan seseorang serupa dengan sidik jari, dan indikator yang berbasis biologi ini mampu diterapkan untuk mendeteksi individu tertentu karena memiliki ciri khas yang sebanding dengan sidik jari. Para ilmuwan dari Monell Center mengajukan sebuah penelitian tentang tingkah laku dan jejak kimia yang menyimpulkan bahwa bau unik seseorang akan tetap terdeteksi bahkan bila terjadi perubahan jenis makanan dan minuman yang dikonsumsi. “Hasil penemuan yang berbasis subjek hewan ini mendukung teori ilmiah bahwa bau badan menyediakan sebuah ’sidik bau’ yang konsisten dan serupa dengan sidik jari atau sampel DNA,” ujar Gary Beauchamp, PhD. Gary Beauchamp adalah seorang ahli tingkah laku bidang biologi di Monell dan salah satu dari penulis senior artikel tentang penemuan ini. “Bau unik ini dapat dideteksi dengan menggunakan hidung hewan maupun instrumen kimia.” Mamalia seperti tikus dan manusia diketahui memiliki bau badan unik yang ditentukan secara genetis yang disebut ‘odortypes’ (tipe bau ?red). Odortypes ditentukan dalam suatu bagian di gen oleh Major Histocompatability Complex (MHC), dimana ini pada ujungnya dapat membuat perbedaan bau antara satu individu dan yang lainnya. Gen yang sama juga terlibat dalam fungsi kekebalan tubuh. Informasi odortype ditransmisikan melalu cairan tubuh seperti keringat dan urin, dimana matriks ini mengandung sejumlah senyawa kimia organik volatil (mudah menguap, -red). Senyawa organik volatil pada umumnya memiliki karakteristik bau yang unik. Tipe makanan yang dikonsumsi juga dapat mempengaruhi bau badan sesorang. Bawang putih, sebagai contohnya, dapat dideteksi dalam bau tubuh jika dikonsumsi dalam jumlah yang banyak. Selain itu, perubahan menu makanan memiliki akibat menghalangi deteksi dari odortype sehingga menutupi identitas bau sejati. Untuk menyelidiki pertanyaan ini, para peneliti melakukan sebuah rangkaian percobaan dalam tingkah laku dan eksperimen kimia.
Dalam tes tingkah laku, ’sensor’ tikus indera penciuman mereka yang dilatih untuk memilih antara pasangan tikus uji yang memiliki perbedaan dalam gen MHC, baik yang berbeda gen maupun yang berbeda dalam menu makanan. Analisis kimia dengan instrumen untuk memeriksa sejumlah senyawa organik volatil dalam urin tikus yang memiliki set MHC yang berbeda dan menu makanan yang berbeda. Hasilnya mengindikasikan bahwa odortypes tetap ada walaupun menu makanan berubah. Menu makanan yang memiliki karakteristik bau yang kuat sekalipun tidak akan menghilangkan odortypes dari satu tikus. Selain itu penelitian secara metode kimia dan tingkah laku pun mengindikasikan kesimpulan yang sama. “Penemuan ini mengindikasikan bahwa sidik bau berbasis biologi serupa dengan sidik jari, dan mampu diterapkan untuk mendeteksi satu individu. Jika ini diterapkan dalam kasus manusia, hal ini membuka kemungkinan bahwa suatu perangkat dapat dikembangkan untuk mendeteksi sidik bau manusia,” ujar penulis utama Jae Kwak, PhD, seorang ahli kimia di Monell. Menurut Beauchamp, pendekatan yang sama sedang diselidiki untuk meneliti hubungan bau tubuh dengan penyakit. Penelitian ini dapat menuju perkembangan alat elektronik untuk pedeteksian awal dan diagnosis cepat dari penyakit seperti kanker kulit dan paruparu dan beberapa penyakit yang disebabkan oleh virus.
Rekayasa tanaman untuk menghasilkan obat-obat potensial Kata Kunci: alkaloid, obat, rekayasa, tanaman, tapak dara Ditulis oleh Soetrisno pada 27-01-2009
Suatu hari nanti tanaman bisa berfungsi sebagai pabrik untuk memproduksi obat-obat anti-kanker, kata ilmuwan di Amerika Serikat. Para peneliti ini telah merekayasa tanaman tapak dara untuk membuat senyawa-senyawa terbaru yang secara struktural analog dengan kandidat-kandidat obat yang menjanjikan. Tanaman tapak dara secara alami menghasilkan beberapa senyawa alkaloid dengan aktivitas farmasetik, termasuk aktivitas anti-kanker. Tetapi dengan memodifkasi sebuah enzim kunci dalam jalur sintesis senyawa-senyawa ini secara genetika, para peneliti mampu menghasilkan berbagai alkaloid terhalogenasi yang tidak dihasilkan di alam. Strategi yang mereka gunakan bisa memperluas jumlah kandidat obat yang tersedia untuk berbagai penyakit.
Akar serabut tanaman yang direkayasa menghasilkan molekul-molekul yang tidak terdapat di alam Weerawat Rungupuhan dan Sarah O’Connor dari Massachusetts Institute of Technology merekayasa sel-sel tanaman untuk menghasilkan jenis baru yang termodifikasi dari enzim striktosidin sintase. Apabila zat-zat berhalogen yang tidak terdapat di alam dimasukkan ke dalam sebuah kultur sel akar serabut tanaman yang telah dimodifikasi, enzim baru
tersebut, yang berbeda dengan bentuk aslinya, mampu mentransformasi substrat-substrat menjadi alkaloid baru. “Strategi-strategi serupa telah terbukti sangat berhasil dalam membuat senyawa-senyawa baru yang menarik dalam kultur mikroba, sehingga kami benar-benar ingin melihat apakah ini bisa diterapkan pada kultur sel tanaman,” kata O’Connor. “Dan kami telah membuktikannya bisa.” Meskipun ilmuwan sebelumnya bereksperimen dengan memasukkan substrat termodifikasi ke dalam enzim-enzim tanaman dengan harapan menghasilkan produkproduk baru, namun O’connor merupakan orang pertama yang memanipulasi metabolisme tanaman secara genetik untuk tujuan tersebut. Memodifikasi metabolisme tanaman lebih menantang dibanding untuk mikroba karena jalur-jalur sintesisnya lebih rumit ? dan ada banyak jalur biosintesis alkaloid yang informasinya masih terbatas, kata O’Connor. Di masa lalu, dia menambahkan, peneliti juga merasa enggan menerapkan hal ini pada tanaman karena prosesnya memerlukan lebih banyak waktu. Apa yang mereka lakukan ini lebih kreatif dibanding apa yang telah dilakukan sebelumnya dan memungkinkan produksi berbagai senyawa,” kata Toni Kutchan, seorang ahli di bidang rekayasa metabolik di Donald Danfort Plant Science Center di St Louis. Dia menambahkan bahwa karena jalur biosintesis khusus ini tidak dirinci dengan baik maka tidak mungkin melakukannya pada bakteri. Tim ini belum melakukan melakukan analisis struktural yang cermat terhadap produkproduk yang mereka hasilkan, tetapi berdasarkan hasil-hasil pendahuluan dari spektrometri massa kromatografi cair, mereka telah mengidentifikasi berbagai alkaloid yang tidak terdapat di alam, termasuk analog ajmalisin yang berklorin, yang digunakan untuk mengobati hipertensi, dan tabersopnin. Adisi halogen bisa memegang peranan penting untuk menghasilkan kandidat-kandidat obat yang baru. “Hal menarik tentang halogen ini adalah bahwa kita bisa menggunakannya sebagai sebuah alat bantu untuk modifikasi zat kimia selanjutnya,” kata O’Connor. Produk-produk farmasetik utama dari tanaman tapak dara adalah obat anti-kanker vinblastin ? tetapi ini hanya dihasilkan oleh tanaman utuh. Dan tidak dihasilkan dalam kultur sel. Membuat analog vinblastin yang tidak terdapat di alam merupakan langkah selanjutnya yang akan dilakukan, menurut O’Connor ? tetapi ini akan berarti merekayasa tenaman sehingga bisa menghasilkan substrat-substrat non-alami itu sendiri. Akan tetapi, dia mengatakan bahwa alkaloid-alkaloid serpentin yang lebih sederhana, yang juga dianggap memiliki aktivitas anti-kanker, bisa dihasilkan dalam kultu r. Disadur dari: http://www.rsc.org/chemistryworld/
Kompleks kobalt-aspirin menjanjikan sebagai anti-tumor Kata Kunci: anti tumor, aspirin, kobalt, kompleks, obat Ditulis oleh Soetrisno pada 18-01-2009
Mengkombinasikan suatu kompleks koblat dengan aspirin secara signifikan merubah sifat-sifat anti-kanker molekul tersebut, sebagaimana yang telah ditemukan oleh penelitipeneliti di Eropa. Penelitian mereka menjadi dasar untuk penemuan terapi-terapi antitumor baru dengan menambahkan fragmen-fragmen organologam ke dalam obat tertentu. Ingo Ott, di Free University of Berlin − yang memimpin sebuah kolaborasi peneliti dari Jerman, Australia, dan Belanda − menjelaskan bahwa setelah berhasilnya obat kemoterapi yang mengandung platinum, cisplatin, banyak penelitian yang mulai menyelidiki obat-obat organologam yang lain. Tim Ott telah meneliti spesies heksakarbonildikobalt [Co2(CO)6] yang terikat ke berbagai ligan alkin, dan menemukan bahwa aktivitas antitumor dari kompleks kobalt ini lebih potensial ketika dikombinasikan dengan aspirin dibanding senyawa lain. Ini melahirkan kesimpulan bahwa aktivitas anti-tumor harus terkait dengan keberadaan aspirin − bukan dengan kompleks kobalt saja,” kata Ott. Jalur-jalur yang berubah “Kami menemukan bahwa beberapa jalur yang relevan dengan pembentukan tumor secara signifikan berubah untuk senyawa yang mengandung kobalt,” kata Ott ke Chemistry World. Secara khusus, tim ini menunjukkan bahwa kompleks kobalt yang besar menyebabkan aspirin berinteraksi secara berbeda dengan enzim-enzim siklooksigenase (COX) (yang menghasilkan prostaglandin dan molekul-molekul pensinyalan lain yang terkait dengan inflamasi dan pembekuan darah
Jika aspirin biasa menghambat enzim COX dengan mensubstitusi sebuah residu serin pada sisi aktifnya dengan gugus asetil, tom Ott menunjukkan bahwa kobalt-aspirin tidak mengganti residu serin tersebut, tetapi justru mensubstitusi residu lysin pada lokasi yang lain dengan gugus asetil. Ini merubah jalur-jalur biokimia yang terjadi pada aktivitas COX, kata para peneliti ini. Setelah melakukan penelitian lebih lanjut dengan eksperimen pada embrio-embrio ikan zebra, para peneliti ini menemukan bahwa kobalt-aspirin bisa menghambat pertumbuhan sel dan pembentukan pembuluh darah kecil − dua faktor yang penting bagi pertumbuhan tumor. Obat-obat yang mentargetkan enzim-enzim COX-2, seperti Merck’s Vioxx, baru-baru ini telah menjalani penelitian intensif setelah diketahui bahwa obat-obat ini bisa menyebabkan efek-samping kardiovaskular. Akan tetapi, ini kelihatannya tidak mungkin menjadi masalah pada kompleks kobalt-aspirin, kata Ott, karena kompleks ini bukan merupakan inhibitor COX-2 yang selektif, dia menambahkan, obat ini masih dalam tahap perkembangan awal dan trial-trial pada hewan merupakan tahapan selanjutnya yang akan dilakukan. Saya pikir bahwa ada banyak potensi pada inhibitor-inhibitor enzim organologam, kata Stefan Knapp dalam Konsorsium Genomik Struktural di Oxford. “Bidang biokimia yang baru ini menawarkan kemungkinan menarik untuk perancangan senyawa-senyawa ampuh − tetapi masih banyak yang harus dipelajari tentang bagaimana inhibitor-inhibitor ini berperilaku dalam sistem hidup.” Disadur dari: http://rsc.org/chemistryworld/
Ampas kopi sebagai bahan alternatif bahan biosolar Kata Kunci: ampas, biodiesel, biosolar, kopi, minyak Ditulis oleh Tomi Rustamiaji pada 15-01-2009
Para peneliti di Nevada telah melaporkan bahwa ampas kopi dapat memberikan sebuah alternatif bahan biosolar untuk mobil dan truk yang murah, berlimpah, dan ramah lingkungan. Dalam studi terbaru, Mano Misra, Susanta Mohapatra, dan Narasimharao Kondamudi mengatakan bahwa halangan utama dari penggunaan luas dari biosolar adalah rendahnya kesediaan bahan baku yang berkualitas untuk menghasilkan energi baru ini. Ampas kopi mengandung minyak dengan 11-20% berat. Jumlah ini setara dengan bahan baku biosolar tradisional seperti kelapa sawit atau kacang kedelai. Para petani menghasilkan lebih dari 16 milyar pon kopi diseluruh dunia tiap tahun. Ampas kopi dari produksi espresso, cappucino, dan kopi jawa seringkali berakhir di tempat sampah atau digunakan sebagai pupuk. Namun, ilmuwan memperkirakan bahwa sebenarnya ampas kopi memiliki potensial untuk menambah 340 juta galon biosolar kepada pasokan bahan bakar dunia. Untuk memvalidasi ini, para ilmuwan ini mengumpulkan ampas kopi dari sebuah ritel penyedia kopi cepat saji dan mengekstrak minyaknya. Mereka kemudian menggunakan proses mudah nan murah untuk merubah 100 persen minyaknya menjadi biosolar. Hasil dari bahan bakar berbasis kopi ini − yang memiliki bau kopi − memiliki keuntungan besar dalam hal kestabilan dibandingkan biosolar tradisional karena kandungan antioxidan tinggi di dalam kopi ungkap para peneliti. Limbah padat yang tersisa dari konversi ini dapat dirubah menjadi etanol atau digunakan sebagai kompos. Para peneliti memperkirakan bahwa proses ini dapat menghasilkan keuntungan lebih dari $8 juta dollar di Amerika saja. Mereka berencana untuk mengembangkan sebuah pabrik skala kecil untuk menghasilkan dan menguji bahan bakar eksperimen dalam rentang waktu enam hingga delapan bulan ke depan. Biosolar adalah sebuah pasar yang sedang menggeliat. Para ahli memperkirakan bahwa produksi global tahunan dari biosolar akan mencapai angka tiga milyar galon di tahun 2010. Bahan bakar ini dapat dibuat dari minyak kedelai, minyak kelapa sawit, minyak kacang, dan minyak sayuran lainnya; lemak hewani dan bahkan minyak bekas menggoreng dari restoran cepat saji. Biosolar juga dapat ditambahkan ke dalam solar biasa. Selain itu produk ini dapat dijadikan produk tersendiri dan digunakan sebagai bahan bakar alternatif untuk mesin-mesin diesel.
Kompor gas berbahan bakar sekam padi Kata Kunci: biomasa, gas, kompor, padi, sekam Ditulis oleh Martinus pada 16-12-2008
Benarkah konversi minyak tanah ke bahan bakar gas dapat menghemat energi? Benarkah konversi ini dapat menghemat anggaran negara? Mungkin, tapi yang jelas anggaran keluarga kalau gas nya terbuat dari biomasa. Penduduk di daerah terpencil, yang kesulitan mendapatkan pasokan minyak tanah dan gas dapat memanfaatkan biomasa yang mudah diperoleh dari sekitarnya. Alexis Belonio dari Filipina mengembangkan kompor berbahan bakar sekam padi. Ide ini didapatkan dari rasa tidak tega melihat sekam padi yang tidak dimanfaatkan secara efektif. Kompor sekam ini terdiri dari dua bagian pokok, gasifier dan burner. Cara kerjanya, sekam dalam bejana berbentuk silinder dibakar dari bagian atas. Udara bertekanan dialirkan dari bagian dasar kompor menggunakan fan listrik kecil untuk membantu pembakaran. Sekam tidak sekaligus terbakar sempurna, tetapi terbakar parsial menghasilkan hydrogen, karbon monooksida dan berbagai hidrokarbon ringan ringan. Proses ini disebut pirolisis, atau penguraian oleh panas. Hasil pirolisis tersebut kemudian diumpankan ke burner/ pembakar sekunder yang menutupi permukaan atas bejana tadi. Kelebihan kompor ini adalah selain desainnya yang sederhana, gas hasil pirolisis dapat didinginkkan dan dialirkan melalui pipa tanpa kehilangan kualitas api yang biru. Akibatnya bermacam-macam konfigurasi dapat dilakukan. Yang paling sederhana adalah menggabungkan burner dan gasifier. Konfigurasi lain dapat juga dengan memisahkan gasifier dengan burner yang terhubung pipa besi. Jumlah burner pun bisa lebih dari satu tergantung kapasitas gasifier. Kelemahan kompor ini adalah pengoperasian tunggal, mengharuskan penghentian api saat mengisi ulang sekam. Setelah sekam terbakar menjadi arang, kerapatannya menjadi lebih tinggi, sehingga membutuhkan pasokan udara yang bertekanan lebih tinggi. Juga setelah menjadi arang, sekam tidak menghasilkan gas lagi sehingga harus diganti sekam yang baru. Walaupun demikian, kelemahan ini dapat diatasi dengan menggunakan 2 buah gasifier yang dinyalakan bergantian.
Pakar gasifikasi biomasa Dr Paul Anderson memuji tinggi penemuan Belonio ini. Sebelumnya, beliau dan rekannya Dr. Reed dari Biomass Energy Foundation, sempat menyatakan bahwa gasifikasi yang baik dalam perangkat yang sederhana sebagai mustahil. Atas penemuan ini, Belonio mendapatkan penghargaan dari Rolex Award tahun 2008. Walau didesain untuk sekam padi, tapi saya yakin, dengan sedikit modifikasi, kompor ini dapat digunakan dengan biomasa padatan lain. Informasi lebih mendetil, termasuk foto, skema, dan cara pembuatan bisa dibaca di sini. Informasi tentang Rolex Award bisa dibaca di sini.
ARTIKEL HARI INI
KRISTALISASI DENGAN BANTUAN DNA
Kemampuan DNA untuk menggabungkan rantainya yang saling komplementer ternyata dapat digunakan untuk mengarahkan nanopartikel logam dalam menyusun diri menjadi sebuah kristal, hal tersebut diungkap oleh dua kajian baru yang diterbitkan di Nature (2008, 451, 549 and 553). Penelitian ini mampu menunjukkan sebuah strategi baru untuk memproduksi material canggih yang mampu menyusun diri sendiri dengan memodifikasi secara kimia unsur- unsur penyusunnya. Dalam kajian diatas, para peneliti mencangkokkan bermacam – macam rantai DNA ke dalam partikel emas dengan diameter antara 10 − 15 nm. Tali pengikat berbahan DNA tersebut tersusun dari berbagai potongan dan didesain sedemikian hingga agar bagian pendek diujung setiap rantai dapat berikatan dengan rantai DNA pasangannya yang telah dilekati nanopartikel. Proses penggabungan − atau reaksi hibridisasi − membentuk struktur tiga dimensi, sehingga dapat menghasilkan kristal berukuran mikrometer.
DNA: Dua rantai komplementer
Dua penelitian diatas meskipun memakai metode yang sama namun masing-masing memiliki fokus yang berbeda. Penelitian pertama yang dipimpin oleh Oleg Gang di Brookhaven National Laboratory mengeksplorasi pengaruh suhu terhadap kristalisasi dengan bantuan DNA ini. Mereka melaporkan bahwa kristal yang terbentuk bersifat reversible selama siklus pemanasan dan pendinginan dan kristalisasi dipengaruhi oleh panjang jarak pisah antara ikatan DNA. Partikel dengan jarak pisah yang panjang (35 atau 50 nucleobases) dapat mengkristal dengan baik, sedangkan yang sangat pendek tidak dapat mengkristal.
Ikatan Baru: Sebuah metode baru yang menggunakan rantai DNA untuk menyusun nanopartikel menjadi kristal. (Sumber: Chad Mirkin, Northwestern University) Sementara itu, di Northwestern University, sebuah tim yang diketuai Chad A. Mirkin dan George C. Schatz mennganalisa struktur kristal apa saja yang dapat dibentuk oleh satu jenis nanopartikel. Mereka menemukan hasil bahwa ketika hanya menggunakan satu jenis pengikat DNA, maka partikel akan membentuk kristal dengan struktur face centered cubic (FCC). Tetapi jika partikel tadi dikombinasikan dengan DNA dengan bebagai jenis kombinasi, maka Kristal yang terbentuk adalah body centered cubic (BCC).
Struktur Krista: BCC dan FCC Mengomentari hasil penelitian diatas, Prof. John C Crocker dari Teknik Kimia University of Pennsylvania menegaskan bahwa metode ini akan bisa digunakan untuk hampir seluruh partikel untuk membuat komposit yang canggih yang akan memiliki sifat- sifat elektronik dan optik yang unik dan belum ada sebelumnya.
Pemanis Sirup Jagung, mengapa manis ? Kata Kunci: pemanis, sirup jagung Ditulis oleh Irnazia Suryaningrum pada 07-08-2009
“Ketika saya membaca daftar bahan dari label makanan kemasan, saya sering menemukan ‘corn syrup’,’high fructose corn syrup’ dan ‘corn sweeteners’. Akan tetapi ketika saya membeli ‘jagung manis’ di pasar, rasanya tidak terlalu manis, tidak peduli penjualnya mengatakan manis. Jadi darimana asal rasa manis pada bahan-bahan tersebut?”. Anda akan menjadi orang pertama yang mengakui bahwa jagung banyak mengandung pati (starch). Pati itulah yang paling penting dalam pembuatan sirup jagung. Orang mengubah pati jagung menjadi gula melalui sulap ilmu kimia. Ambil seluruh air dari sebutir jagung maka sisanya adalah 82% karbohidrat, sekelompok senyawa organic alami yang meliputi gula, pati dan selulosa. Selulosa, bahan kuat dan kenyal membentuk dinding sel kebanyakan tumbuhan, terdapat pada bagian kulit biji jagung itu. Gula, sebagaimana Anda ketahui, tidak begitu banyak. Sedangkan bagian terbesar pada sebutir biji jagung terdiri atas pati. Kalau dihitung-hitung, Amerika Serikat memproduksi jagung hampir 5000 kali lebih banyak daripada tebu. Akan tetapi sebagian besar gula yang dikonsumsi masyarakat Amerika saat ini berasal dari Negara-negara tropis yang selain tidak stabil juga cenderung anti Amerika dengan alasan masing-masing. Maka suatu waktu agaknya Amerika harus memperbanyak produksi gula dari pati jagung. Gula dan pati adalah bahan kimia dengan hubungan kekerabatan sangat dekat. Sesungguhnyalah, molekul pati terdiri atas ratusan atau ribuan molekul-molekul glukosa, seperti kumpulan besar harta karun yang belum dimanfaatkan, dan glukosa adalah bahan
dasar gula. Maka pada prinsipnya, jika Anda menguraikan molekul-molekul pati jagung menjadi potongan potongan molekul lebih kecil, Anda akan mendapatkan molekulmolekul glukosa. Anda juga akam mendapatkan moleku-molekul maltose, sejenis gula lain yang molekul-molekulnya terdiri atas pasangan dua molekul glukosa, masih dalam kumpulan-kumpulan cukup besar. Dan Anda akan mendapatkan sejumlah fragmen yang bahkan lebih besar, terdiri atas puluhan unit glukosa yang saling terikat. Karena molekulmolekul lain, campuran tersebut akan menggumpal kental seperti sirup. Belakangan orang menemukan bahwa hampir semua asam, dan termasuk bermacammacam enzim dari tumbuhan dan hewan, dapat mengerjakan penguraian molekulmolekul pati ini menjadi sirup bermacam-macam gula. Enzim-enzim dalam ludah kita senantiasa melakukan pekerjaan ini (enzim adalah sejenis bahan alami yang berfungsi memudahkan reaksi-reaksi kimia tertentu. Banyak proses penting dalam hidup tidak mungkin bekerja tanpa enzim). Bagaimanapun glukosa dan maltose berturut-turut hanya mampunyai rasa manis sekitar 70% dan 30% dibandingkan sukrosa, gula sangat legit berasal dari tebu yang juga lazim disebut”gula biasa”. Maka jika Anda menguraikan pati jagung dengan cara seperti di atas, manis rata-rata yang Anda peroleh mungkin hanya 60% rasa manis”gula tulen”. Ahli makanan mengatasi kekurangan ini menggunakan sebuah enzim lain untuk mengubah sebagian glukosa menjadi fruktosa, semacam gula yang bahkan lebih manis daripada sukrosa. Itu sebabnya Anda menemukan “high-fructose corn syrup” pada beberapa label makanan. Akan tetapi masih ada masalah lain. Sirup glukosa, maltose, fruktosa dari jagung mungkin sangat ekonomis buat industri makanan, tetapi baik rasa maupun aroma sangat tidak sama atau tidak sama sebaik sukrosa. Manisan buah-buahan dan minuman ringan misalnya menurut banyak orang tidak selezat ketika industry makanan masih menggunakan gula asli. Bila Anda konsumen yang rajin membaca label, yang terbaik bagi Anda adalah memilih makanan dengan kandungan sukrosa paling tinggi, yang dalam daftar biasa ditulis dengan”gula”.
Copernicium: Nama Untuk Unsur Bernomor Atom 112 Kata Kunci: copernicium, Cp, unsur baru dengan nomor atom 112 Ditulis oleh Indygo Morie pada 27-07-2009
Untuk penghargaan kepada seorang ilmuwan dan juga ahli astronomi Nicolaus Copernicus (1473-1543) yang menyatakan bahwa bumi mengorbit matahari, dimana pandangan ini mengubah semua orang tentang dunia yang lebih modern, tim peneliti penemu unsur baru dengan nomor atom 112 yang dipimpin oleh Professor Sigurd Hofmann memberi nama “Copernicium” dengan symbol atom “Cp” untuk unsur baru temuan mereka. Unsur baru dengan nomor atom 112 ini ditemukan di Laboratorium GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung (Center for Heavy Ion Research) di Darmstadt Jerman. Beberapa minggu yang lalu, IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) secara resmi menerima pernyataan dari tim peneliti diatas tentang temuan unsur baru mereka. Dan sekitar kurang lebih enam bulan maka IUPAC akan memberikan persetujuan secara resmi tentang nama dari unsur tersebut. Pada rentang waktu tersebut komunitas ilmuwan akan mendiskusikan perihal nama yang telah diberikan pada unsur baru ini, sebelum IUPAC meresmikannya. “Setelah IUPAC mengetahui penemuan kami, kami yaitu para ilmuwan yang terlibat dalam penemuan ini—telah menyetujui nama “copernicium” untuk unsur baru dengan nomor atom 112 tersebut. Kai semua ingin memberikan penghargaan kepada seorang ilmuwan yang sangat berbakat yang telah menubah cara pandang terhadap dunia kita” kata Sigurd Hofmann, kepala peneliti.
Copernicus yang lahir pada tahun 1473 di Torun, dan meninggal pada 1543 di Frombork Polandia, bekerja dalam bidang astronomi, dia mengetahui bahwa planet-planet mengitari matahari bukannya bumi. Dengan penemuannya ini dia telah mematahkan keyakinan saat itu yang menyatakan bahwa bumi adalah pusat alam semesta. Penemuan Copernicus sangat penting untuk penemuan gaya gravitasi, dimana gaya ini bertanggung jawab terhadap pergerakan planet. Penemuannya juga membawa kepada kesimpulan bahwa bintang sangat jauh letaknya dan alam semesta ini sangat luas, karena posisi bintang dan ukurannya tidak berubah meskipun bumi ini berputar. Lebih juah lagi, cara pandang kita terhadap dunia yang telah di inspirasi oleh Copernicus memberi dampak pada diri manusia pada ilmu teologi dan filsafat: Manusia tidak dianggap lagi sebagai pusat dari alam semesta. Dengan planet yang mengitari matahari pada orbitnya masing-masing merupakan model untuk sistem yang lain. Struktur atom seperti mikrokosmos: elektronnya mengitari inti atom pada lintasan tertentu seperti planet mengitari matahari. Hal ini pun terjadi pada ke-112 elektron yang megitari inti atom unsur baru Copernicium. Unsur baru dengan nomor atom 112 adalah unsure terberat dalam tabel periodic, sekitar 277 kali lebih berat dibandingkan hydrogen. Unsur ini dihasilkan dari reaksi fusi dengan membombardir ion seng pada logam timbal. Disebabkan unsur ini segera meluruh maka keberadaannya hanya bisa dideteksi dengan peralatan analisa yang sangat sensitive dan mempunyai kecepatan analisis yang supercepat. Sebanyak duapuluh satu ilmuwan dari Jerman, Finlandia, Rusia, dan Slovakia terlibat dalam peneliatan untuk menemukan unsure baru dengan nomor atom 112. Diterjemahkan dari: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090714124848.htm
Daya tarik Nata de coco, Produk Kaya Serat Kata Kunci: nata de coco Ditulis oleh Yoky Edy Saputra pada 07-08-2009
Nata de coco merupakan produk hasil proses fermentasi air kelapa dengan bantuan aktivitas Acetobacter xylinum. Nata berasal dari bahasa spanyol yang artinya terapung. Ini sesuai dengan sifatnya yaitu sejak diamati dari proses awal terbentuknya nata merupakan suatu lapisan tipis yang terapung pada permukaan yang semakin lama akan semakin tebal. Semula industri nata de coco dimulai dari adanya industri rumah tangga yang menggunakan sari buah nenas sebagai bahan bakunya. Produk ini dikenal dengan nama nata de pina. Dikarenekan nenas sifatnya musiman, pilihan itu jatuh kepada buah kelapa yang berbuah sepanjang tahun dan dalam jumlah yang cukup besar serta ditemukan secara merata hamper diseluruh pelosok tanah air. Di skala industri, nata de coco sudah dikenal sejak diperkenalkannya pada tahun 1975. tetapi, sampai saat ini, industri nata de coco masih tergolong sedikit (di Indonesia). Padahal jika melihat prospeknya dimasa mendatang cukup enggiurkan. Akhir-akhir ini, Negara berkembang sedang melirik industri nata de coco. Ada beberapa kelebihan atau daya tarik dari nata de coco yang menjadikannya sebagai sebuah industri yang cukup menjanjikan, diantaranya : Pertama, nata de coco dikenal sebagai produk kaya serat. Kebutuhan masyarakat akan serat memang sesuatu hal mutlak, terutama masyarakat menengah keatas. Sejalan dengan berkembangnya era globalisasi masyarakat mendatang mulai melirik masalah kesehatan. Kesehatan bahkan dijadikan kebutuhan utama dibandingkan dengan kebutuhan lainnya. Dan nata de coco sangat baik untuk kesehatan karena serat yang dikandungnya. Akhirakhir ini, banyak masyarakat yang rela menghabiskan uangnya guna mengkonsumsi tambahan serat dalam bentuk suplemen. Nata de coco adalah produk alami. Kecendrungan asyarakat adalah lebih tertarik kepada produk alami dibandingkan produk sintetis. Kedua, nata de coco kaya akan gizi. Satu hal yang merupakan ciri masyarakat masa depan adalah kecendrungannya mengkonsumsi makanan yang bergizi merupakan suatu
kebutuhan. Dan lagi-lagi nata de coco menjawab harapan masyarakat, nata de coco kaya akan gizi. Didalam nata de coco sendiri terkandung protein, lemak, gula, vitamin, asam amino, dan hormn pertumbuhan. Ketiga, nata de coco mempunyai rasa yang lumayan enak. Disamping kaya akan gizi, nata de coco juga enak dikonsumsi. Jika dicampur dengan es teler, es krim atau fruit cocktail menjadikannya makanan yang mengundang selera. Keempat, bahan pembuatan nata de coco mudah diperoleh dan tidak bersifat musiman. Nata de coco terbuat dari air kelapa. Dan kelapa sudah banyak dan hampir tersebar merata diseluruh pelosok tanah air. Kelapa juga berbuah sepanjang tahun dan tidak bersifat musiman. Kelima, proses pengolahan dan peralatan industri nata de coco sederhana dan tidak memakan waktu yang lama. Pembuatan nata de coco tergolong cukup sederhana. Inductri rumah taggapun mampu memproduksinya. Waktu pembuatannya juga tergolong singkat, sekitar satu mingu sudah dapat dikonsumsi. Keenam, industri nata de coco, merupakan industri yang ramah lingkungan. Ketujuh, industri nata de coco belum begitu pesat perkembangannya. Peluang ini jika dimanfaatkan dan dikelola dengan baik, bukan mustahil akan mendatangkan keuntungan yang besar. Demikianlah beberapa kelebihan yang dimiliki nata de coco sebagai industri masa depan yang cukup menggiurkan.
Metode Baru Penggunaan Elektrolisis Air Untuk Produksi Biofuel Yang Lebih Efisien Kata Kunci: bioetanol, biofuel, teknik pembuatan biofuel Ditulis oleh Indygo Morie pada 06-08-2009
Menurut penelitian yang dilakukan oleh Hao Feng dari Universitas Illionis, menyatakan bahwa penggunaan elektrolisis air ternyata lebih efektif dan ramah linkungan pada langkah awal pembuatan biofuel campuran aseton-butanol-etanol dari limbah industri alcohol dibandingkan dengan penggunaan bahan kimia yang bersifat keras (seperti asam kuat dan basa kuat) yang biasa dilakukan saat ini. Pada saat etanol diproduksi, dihasilkan DDGS (distiller’s dried grain with solubles bila dibahasa Indonesiakan kira-kira menjadi partikel kering terdistilasi dengan zat terlarut), DDGS ini merupakan limbah industri alcohol dan umumnya dipakai sebagai bahan pakan ternak, para peneliti tertarik untuk meneliti DDGS ini disebabkan DDGS masih mengandung gula yang dapat difermentasi untuk menghasilkan biofuel campuran aseton-butanol-etanol. Banyak usaha yang dicari untuk mendapatkan gula ini dan salah satu hasil penelitian dibawah ini telah memecahkan permasalahan tesebut. “Untuk meproduksi biofuel maka Anda memerlukan material utama yaitu “gula sederhana” seperti misalnya glukosa”, kata Hao Feng. “Glukosa yang ada di dalam DDGS berikatan satu sama lain membentuk polimer dengan struktur yang sangat kuat. Polimer ini membentuk struktur kristalin dimana memiliki sifat tidak mudah di putus”, kata Feng. “Untuk mendapatkan glukosanya, maka kita harus enghancurkan strukturnya dan umumnya industri saat ini menggunakan asam kuat seperti asam sulfat atau basa kuat untuk meregangkan ikatan antar glukosa dalam DDGS. Seali strukturnya terpecah maka untuk selanjutkan kita menggunakan enzim untuk memutuskan ikatan glukosa sehingga kita mendapatkan glukosa untuk proses fermentasi”. Pemutusan ikatan glukosa yang ada pada DDGS dengan menggunakan bahan kimia tersebut diatas memiliki efek samping yang tidak diinginkan. “Bila Anda meutuskan ikatan polimer glukosa dengan bahan kimia maka dapat dihasilkan senyawa yang sangat tidak toleran terhadapa
mikroorganisme yang dipakai untuk proses fermentasi. Senyawa inilah yang kita sebut sebagai inhibitor-inhibitor ini bisa membunuh mikroorganisme yang digunakan untuk membantu proses fermentasi”, kata Feng. Feng sebenarnya adalah seorang food scientist di Universitas Illinois. Dia biasanya menggunakan elektrolisis air di laboratoriumnya untuk membunuh bakteri dan mikroorganisme lain seperti E. coli yang terdapat pada buah dan sayuran segar. “Kami emiliki sebuah mesin dengan dua elektroda. Air bersifat netral, akan tetapi kami menggunakan arus listrik untuk memecah molekul air menjadi dua bagian dengan sifat yang berbeda- satu bersifat asam dan yang lain basa”, kata Feng sekali lagi. Menyadari bahwa proses ini memiliki kemiripan sifat seperti dalam penggunaan asam sulfat dan soda kostik yang dipakai saat langkah awal pengolahan DDGS maka Feng segera melakukan penelitian untuk membandingkan penggunaan elektrolisis air dengan penggunaan bahan kimia diatas pada proses pembuatan biofuel. “Dengan menggunka metode asam sulfat, aka tidak ada biofuel yang dihasilkan sama sekali,” kata Feng. “Senyawa berbahaya telah membunuh mikroorganisme penghasil biofuel campuran aseton-butanol-etanol. Dengan menngunakan metode NaOH, setelah 60 jam fermentasi, biofuel aseton-butanol-etanol yang dihasilkan relative sangat rendah.” Feng menjelaskan bahwa hal ini menunjukkan adanya senyawa yang bersifat toksik. “mikroorganisme harus menghabiskan banyak waktu untuk beradaptasi dengan lingkungan yang baru.” “Akan tetapi dengan penggunaan elektrolisis air kira-kira 20 jam maka proses fermentasi segera berlangsung untuk menghasilkan biofuel campuran aseton-butanol-etanol. Metode inilah yang menjadi contoh bahwa metode elektrolisis air menghasilkan inhibitor yang lebih sedikit dibandingkan dengan metode tradisional.” Feng menyatakan bahwa teknik baru ini juga menghilangkan satu step produksi biofuel. “Dengan metode asam maka tentunya kita harus melakukan satu step untuk menghilangkan inhibitornya. Dengan metode elektrolisis air maka step ini tidak perlu dilakukan, dengan demikian teknik baru ini menjadi jauh lebih ekonomis. Manfaat lain dari teknik baru ini adalah bahwa metode tradisional menghasilkan limbah padat yang perlu untuk ditangani, dengan teknik baru ini gula yang dihasilkan dapat diaksialkan sehingga hasil biofuel yang dihasilkan juga dapat ditingkatkan. Saat ini teknik baru ini berhasil dalam skala kecil dilaboratorium. “Langkah selanjutnya adalah melihat kepraktisan nilai ekonomi proses ini,” kata Feng. “Secara teknis hal tersebut mungkin akan tetapi kami nantinya perlu untuk membandingkan dengan metode tradisional dan kami masih mencari sumber dana untuk melakukan percobaan dala skala industri.” Sumber: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/07/090727135532.htm Gambar: http://www.sxc.hu/photo/921556
Cerpen Kimia : Catatan Harian Natrium (3) Ditulis oleh Halimah Pakot pada 01-08-2009
Mei saat kemarau panjang melanda Mentari pagi memantul lewat jendela kamar minyak tanahku, aku terduduk lesu sendirian . Kenapa…kenapa hidupku seperti tak ada mimpi lagi. Yang kurasa hanyalah kehampaan . Apakah aku sudah bosan tuk hidup? setelah lama kujalani pernikahan dengan khlor kekasihku lantas apa yang kudapatkan. Kebahagiaankah? kenyataannya aku selalu saja kecewa, khlor tetap saja dengan mata keranjangnya, padahal dulu dia setengah mati mengejarku. Tuhan tolong…aku mulai merasa jenuh dengan pernikahanku ini, apa karena ikatan cinta kami hanya sebatas ikatan ion, hingga mudah sekali tergoyahkan. Ahh….khlor sepertinya sampai sejauh ini kau belum bisa memahami diriku Pertengahan Juni saat hujan mulai turun satu-satu Aha…teman kau masih ingat kan akan pertengkaranku dulu dengan H2O, sebenarnya bukan H2O dan O2 saja yang membuat kemarahanku naik beberapa derajat tapi hidrogen juga. Hidrogen selalu saja membantu air dan oksigen jika aku sedang marah pada mereka. Dan kau tahu sekarang hidrogen jadi kekasih kakakku litium (LiH) lho. Ssstt… jangan keras-keras aku hanya melihat mereka jalan berdua ketika mereka menjadi reduktor pada reaksi-reaksi organik Akhir juni 2009 Seperti kusebutkan diawal kalau khlor suamiku begitu playboynya, begitu mata keranjangnya. Hingga kadang-kadang aku sebagai istrinya sampai merasa jenuh
padanya , haruskah kupertahankan pernikahan ini? haruskah kuajukan perceraian padanya? padahal perceraian sangat di benci tuhanku. Soalnya dia seperti tak memperdulikan aku lagi sich.. Dia sibuk sekali dengan selingkuhan-selingkuhannya. Bukannya aku tak tahu tapi aku berusaha mengerti dia saja sambil menutup mata dan telingaku, lebih tepatnya aku menunggu dia menyadari sifat playboynya itu. “Hei, apakah kau masih mencintaiku?” kataku suatu hari ketika sedang bersamanya ditepi laut “Pertanyaan apa sich itu? apa masih perlu ditanyakan? ayolah jangan seperti ABG” kata khlor balik bertanya sambil mengeryitkan dahi merangkulku erat “Cuma mau memastikan, karena aku sangat mencintaimu sampai detik ini “ kataku pelan tapi tegas. Tidak tahu lusa atau kapan rasanya aku mulai frustasi dengan semua ini, tapi aku tidak tahu harus darimana aku mengatakannya. Kalau selama ini aku sudah begitu jengah melihat tingkah lakunya Dia terus menatapku diantara temaramnya senja “ Kenapa terus menatapku? ada yang salah ya?” “Enggak, aku hanya berpikir, betapa cantiknya istriku ini, dan aku jadi ingat kisah pertengkaranmu dulu dengan air, waktu itu aku sempat takut banget” “Takut kenapa? Takut dia tersakiti?” “Oh, bukan. Aku takut karena pertengkaranmu itu sempat membuat heboh manusia lab. Aku takut bagaimana kalau ada manusia yang tidak bertanggung jawab, misalnya menjatuhkan dirimu beberapa puluh kilogram di ketinggian pada sebuah danau yang penuh air dimana danau tersebut adanya ditengah-tengah kota, wah kelihatannya spektakuler” “Konyol. Akukan beracun, dan sangat berbahaya, memegang tubuhku secara langsung juga mana berani mereka. Apalagi membawa tubuhku sebanyak itu ke ketinggian, itu sama saja bunuh diri “ “ Tapikan bisa membawanya bersama dengan kamar minyak tanahmu” “Ya meskipun begitu, diketinggian kan ada si O,2 ,kalau dengan si O2 kemarahanku bisa mencapai peroksida jadi sebelum ketemu air yang ada di danau aku mesti menghadapi dia dulu, lagian si gas hidrogen pasti membantu lagi. Jadi itu sangat membahayakan manusia yang membawaku kecuali sengaja untuk bunuh diri, ”
“Iya ya. Manusia kan mahluk yang sangat sempurna, mereka diberi akal dan hati. Hanya orang-orang yang tidak menghargai betapa berharganya sebuah nyawalah yang mau melakukan hal itu” “Lagian aku didunia manusia tidak bebas beredar khlor” “Ya karena selain alasan berbahaya, mungkin juga dikarenakan kau jarang jalan-jalan kedunia mereka, selain bersamaku, kalau kita jalan bersamakan kita jadi tidak beracun lagi” “Paling kita bisa buat mereka darah tinggi, iritasi kulit atau pernapasan ya gak?” “Ha..ha..bisa aja sich” Pertengahan juli 2009 Cinta…tegarkan hatiku… Tak mau sesuatu merenggut engkau Naluriku berkata tak ingin terulang lagi Kehilangan cinta hati bagai raga tak bernyawa Lagu cintanya KD feat Melly yang kujadikan nada deringku terus terdengar, ya tuhan karbonat..!ada apa sih dia hubungi aku? “Hallo..sayang, bukan waktu yang tepat tahu? “ Lho..kok marah? suamimu dimana? “Ya disinilah. Makanya aku bilang bukan waktu yang tepat? “Oh sukurlah kalau dia ada sama kamu, soalnya aku lihat akhir-akhir ini dia dekat sekali dengan agrarium (AgCl)” “Bukan hal yang aneh kali, khlorkan sering sekali jalan sama cewek selain istri-istrinya” “Iya , I know. Tapi kali ini beda, kedekatan khlor dengan agrarium bikin gosip yang heboh banget nat, bahkan dikalangan manusia lab dapat julukan Tanduk Perak (AgCl)” “Yang benar?” “Iya, aku berani sumpah nat” “Ya dah, makasih ya, takut ketahuan nih.Soalnya aku lagi bersama khlor nih”
“Oke sayang” Telpon ditutup, aku termangu sendirian Ah khlor seandainya kau tidak playboy, aku tidak akan percaya perkataan selingkuhanku karbonat, apakah ini yang akan membuat kandas pernikahan kita khlor? aku tidak percaya khlor aku sangat mencintai kamu, aku tak percaya kalau pernikahan kita kan berakhir sampai disini. “Hai..”sapaku pada khlor, ketika kulihat ia sedang membaca komik kesukaannya Naruto Uzumaki “Hai juga, sini temani aku baca” Aku hanya termangu menatapnya dan dia asik dengan komiknya “Lho kok bengong, ada apa? sepertinya ada sesuatu yang ingin kamu katakan.Betul?” Aku menarik napas panjang, ya tuhan…lagi-lagi aku kehabisan kata-kata kalau sudah melihat wajahnya. Darimana aku harus mulainya ya? “Khlor” suaraku tersendat ditenggorokan “Ya..” katanya lembut tapi ia masih asik dengan komiknya “Jujur aku merasa jenuh dengan pernikahan kita khlor, aku mencintai kamu, sangat mencintai. Tapi kau…sampai kapan kau akan berhenti dengan semua wanitamu itu, setelah kau menikah denganku rasanya kau tak pernah memperhatikan aku lagi, bahkan setelah H2O anak kita lahirpun kau semakin menjadi dengan sifatmu itu” kataku seperti air mengalir. Untuk beberapa saat dia terdiam dan menatapku “Sayang, aku tahu aku mudah sekali jatuh cinta, aku tahu aku playboy, aku tahu aku senang jalan dengan unsur-unsur cantik kemanapun langkah membawa, tapi sayang perlu kamu tahu, perlu kamu tahu kalau satu-satunya yang membuatku paling bahagia hanyalah..ya melangkahkan kaki pulang kehatimu” “Dasar gombal. But I love it” jawabku dan membiarkanku masuk kedalam rangkulan hangatnya. “Aku janji, aku tak akan selingkuh lagi” katanya perlahan ditelingaku, aku tahu entah sudah keberapa kali dia janji seperti itu, tapi tak ada salahnya kan kalau aku memberikan kesempatan padanya sekali lagi.
Pemanfaatan Kokas Briket Sebagai Bahan Bakar Industri Pengecoran Logam Kata Kunci: bahan bakar, briket kokas, Pengecoran Logam Ditulis oleh Redaksi chem-is-try.org pada 12-07-2009
Indonesia memiliki cadangan batubara yang besar melebihi cadangan minyak bumi. Kegiatan penambangan batubara di Indonesia juga semakin meningkat dari tahun ke tahun dimana batubara diharapkan sebagai sumber alternatif, selain untuk ekspor juga untuk memenuhi kebutuhan konsumsi energi dalam negeri. Oleh karena itu perlu digalakkan program pemasyarakatan dan pembudayaan batubara. Salah satu caranya adalah dengan penanganan lebih lanjut proses pengembangan pembuatan kokas, karena merupakan komoditi penting yang banyak dibutuhkan pada industri berskala kecil sampai skala besar. Industri yang membutuhkan kokas antara lain industri pengecoran logam, industri gula, industri elektrode dan industri logam lainnya. Pemenuhan kebutuhan kokas di Indonesia sebagian besar berasal dari luar negeri (impor) Jepang, RRC, dan Taiwan. Mengingat kokas merupakan komoditi yang cukup penting, terutama pada industri logam dan baja, maka usaha pengembangan dan pemenuhan kebutuhan kokas dari dalam negeri menjadi sangat perlu. Kokas selain digunakan untuk meningkatkan kandungan karbon dalam besi, juga berfungsi sebagai bahan bakar, bahan pereduksi maupun penyangga beban. Jadi jelas bahwa batubara bisa diharapkan sebagai sumber energi alternatif untuk mengurangi ketergantungan pada impor, yang tentunya dapat menghemat devisa. KARBONISASI Proses karbonisasi dapat merupakan reaksi endoterm atau eksoterm tergantung pada temperatur dan proses reaksi yang sedang terjadi. Secara umum hal ini dipengaruhi oleh hubungan temperatur karbonisasi, sifat reaksi, perubahan fisik/kimiawi yang terjadi. Proses karbonisasi dilakukan melalui dua cara, pertama dengan pemanasan secara langsung dalam tungku Beehive yang berbentuk kubah. Tungku Beehive merupakan tungku yang paling tua dimana batubara dibakar pada kondisi udara terbatas, sehingga hanya zat terbang saja yang akan terbakar. Jika zat terbang terbakar habis, proses pemanasan dihentikan.Kelemahannya antara lain terdapat produk samping berupa gas
dan cairan yang tidak dapat dimanfaatkan atau habis terbakar, disamping itu produktivitas sangat rendah. Cara kedua adalah karbonisasi batubara dengan pemanasan tak langsung atau sistem destilasi kering. Dalam hal ini batubara ditempatkan pada ruang tegak sempit dan dipanaskan dari luar (pemanasan tak langsung). Cara ini selain menghasilkan kokas juga diperoleh produk samping berupa tar, amoniak, gas methana, gas hidrogen dan gas lainnya. Gas-gas tersebut dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar. sedangkan produk cair berupa tar, amoniak dan lain-lain dapat diproses lebih lanjut untuk menghasilkan bahan-bahan kimia, umumnya berupa senyawa aromatik. UJI COBA Sebagai sarana percobaan hasil produk kokas diujicoba pada pabrik pengecoran logam, PT. Sinar Industri, Ceper Klaten Jawa Tengah, dengan menggunakan jenis tungku Tungkik. Tungku Tungkik adalah salah satu dari jenis tungku kupola yang berleher pendek untuk pengecoran logam yang banyak dipergunakan secara luas dalam peleburan besi cor. Keuntungan penggunaannya antara lain : a. Kontruksi sederhana dan operasinya murah. b. Biaya untuk alat-alat peleburan murah. Berdasarkan hasil analisis laboratorium, produk kokas batubara Ombilin memiliki sifat kimia yang cukup baik seperti yang ditunjukkan pada Tabel 1. Hal ini terlihat dari kandungan sulfurnya hanya 0,38 % dan abu = 8,90 %, nilai ini telah memenuhi spesifikasi kokas pengecoran logam. Kandungan abu dan sulfur dalam kokas sangat penting pada operasi pengecoran logam. Kandungan abu dalam kokas dapat mengurangi karbon, menurunkan suhu logam dan dapat meningkatkan jumlah slag. Sedangkan kandungan sulfur dalam kokas dapat mempengaruhi kestabilan operasi dari tungku pengecoran, meningkatkan volume slag dan mempengaruhi kualitas logam. Secara umum kokas briket telah dapat digunakan sebagai bahan bakar dan reduktor pada pengecoran logam Dalam pengamatan pengujian kokas briket untuk pengecoran besi meliputi cairan logam dan konsentrasi gas buang di sekitar tungku pengecoran, % CE, %C, % Si. Hasil pengamatan terlihat pada Tabel 2.
Tabel 1. Hasil Analisa Kokas No.
Kadar
Kokas Impor
Kokas Briket
1.
Kadar air, %
0,68
2,93
2.
Kadar abu, %
7,45
8,90
3.
Kadar zat terbang, %
1,17
3,21
4.
Kadar karbon padat, %
90,70
84,96
7058
6894
0,82
0,,38
-
-
-
97,39
-
54,32
5. Nilai kalor,KKal/kg 6. Total sulfur, % 7. Phospor, % 8. Drop shatter 9. Kuat tekan, kg/cm2
Table 2. Pengamatan pengujian mutu kokas untuk pengecoran logam No
Parameter
Kokas Impor
Kokas Briket
1326
1318
2.
Temp Logam Cair, O C *Liquidus temp, O C * *
1202
1208
3.
Solidus temp, O C * *
1122
1119
4.
%C
3,38
3,27
5.
% CE
3,87
3,82
6.
% Si
1,48
1,73
7.
SO 2 ambient, ppm
0
0
8.
NO 2 ambient, ppm
0
0
1.
* diukur saat keluar dari tungku, menggunakan termokopel ** diukur saat dituangkan ke cetakan, meng-gunakan CE meter KESIMPULAN Dari hasil percobaan tersebut diatas, maka dapat disimpulkan sebagai berikut : c. Secara umum, mutu kokas briket yang dibuat telah memenuhi spesifikasi kokas pengecoran logam d. Kokas briket telah dapat digunakan sebagai bahan bakar reduktor pada pengecoran logam dalam tungku tungkik dan menghasilkan mutu coran yang baik, temperatur cairan logam cukup tinggi (1458O C) serta kandungan C = 3,27% e. Kandungan gas buang (NO2 dan SO2) hasil pembakaran kokas briket sangat kecil (mendekati nol) sehingga tidak menimbulkan pencemaran udara di sekitar daerah pengecoran logam tersebut.
